RU2777899C1 - Magnetic particles - Google Patents

Magnetic particles Download PDF

Info

Publication number
RU2777899C1
RU2777899C1 RU2021103982A RU2021103982A RU2777899C1 RU 2777899 C1 RU2777899 C1 RU 2777899C1 RU 2021103982 A RU2021103982 A RU 2021103982A RU 2021103982 A RU2021103982 A RU 2021103982A RU 2777899 C1 RU2777899 C1 RU 2777899C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
magnetic
emu
sample
particles
magnetic particle
Prior art date
Application number
RU2021103982A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Джефф КОРПСТЕЙН
Эван ФАРТИНГ
Томас КИН
Цзяньли ЧЖАО
Асмита ПАТЕЛЬ
Юаньдань ЛЮ
Цон ХОАН
Эммет УЭЛЧ
Original Assignee
Бекман Каултер, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бекман Каултер, Инк. filed Critical Бекман Каултер, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2777899C1 publication Critical patent/RU2777899C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: testing.
SUBSTANCE: group of inventions relates to methods and systems for processing a sample for mixing, separating, filtering, or otherwise processing a sample (e.g., a liquid sample (fluid assay)) by using magnetic particles (e.g., ferrimagnetic particles) inducing movement under the effect of a magnetic node located at the periphery of the container containing the sample. Magnetic particle contains a magnetic material with a maximum field intensity in the range from 20 emu/g to 250 emu/g and a residual magnetisation in the range from 0 emu/g to 30 emu/g, wherein the magnetic particle has a diameter of at least 100 nm. The magnetic particle additionally contains a ligand-containing outer surface. Said ligand interacts with the analyte of interest in the sample solution.
EFFECT: improved mixing of ferrimagnetic particles in the sample, improved mass transfer, and reduction in the energy consumption.
17 cl, 5 dwg, 11 ex, 2 tbl

Description

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

[0001] Эта заявка испрашивает преимущество приоритета по предварительной заявке на патент США под серийным № 62/700658 озаглавленной «MAGNETIC PARTICLES SUITABLE FOR MIXING IN RESPONSE TO A CHANGING MAGNETIC FIELD», поданной 19 июля 2018 г., раскрытие которой включено в данный документ посредством ссылки во всей ее полноте.[0001] This application claims the benefit of priority under U.S. Provisional Application Serial No. 62/700658 entitled "MAGNETIC PARTICLES SUITABLE FOR MIXING IN RESPONSE TO A CHANGING MAGNETIC FIELD" filed July 19, 2018, the disclosure of which is incorporated herein by links in their entirety.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION

[0002] Магнитные частицы (например, парамагнитные и суперпарамагнитные частицы) используются для анализа и приготовления образца (пробы) в самых различных ситуациях, включая химические и биологические анализы и диагностику. Такие парамагнитные и суперпарамагнитные частицы также использовались в микрофлюидных системах. Технология с использованием магнитных частиц является надежной технологией, которая обеспечивает высокую эффективность (например, чувствительность и точность устройства), а также обеспечивает простую автоматизацию протоколов анализов. В некоторых применениях поверхность магнитных частиц может быть покрыта подходящими лигандом или рецептором (например, антителами, лектинами, олигонуклеотидами или другими аффинными группами), которые могут селективно связывать целевое вещество или группу аналитов в смеси. В некоторых применениях магнитные частицы используют для массопереноса компонентов с одного субстрата на другой субстрат. Одним из ключевых элементов в технологии разделения магнитными частицами и обращения с ними является эффективное перемешивание, повышающее скорость реакции между целевыми веществами и поверхностями частиц, массоперенос с одного субстрата на другой или переноса аналит из одной среды в другую.[0002] Magnetic particles (for example, paramagnetic and superparamagnetic particles) are used for analysis and sample preparation in a wide variety of situations, including chemical and biological analyzes and diagnostics. Such paramagnetic and superparamagnetic particles have also been used in microfluidic systems. Magnetic particle technology is a robust technology that provides high performance (eg, device sensitivity and accuracy) as well as easy automation of assay protocols. In some applications, the surface of the magnetic particles may be coated with a suitable ligand or receptor (eg, antibodies, lectins, oligonucleotides, or other affinity groups) that can selectively bind the target substance or group of analytes in the mixture. In some applications, magnetic particles are used to mass transfer components from one substrate to another substrate. One of the key elements in the technology of separation and handling of magnetic particles is efficient mixing, which increases the rate of reaction between target substances and particle surfaces, mass transfer from one substrate to another, or transfer of an analyte from one medium to another.

[0003] Магнитные частицы также использовались в применениях планшетов для образцов. В системах магнитных планшетов для образцов планшеты для образцов содержат множество магнитов с постоянным полем, расположенных так, что магниты или выступают между лунками для образца, или обеспечивают расположение лунок для образца в кольцеобразных магнитах. Магнитные частицы в лунках для образца можно взбалтывать путем размещения постоянного магнита вблизи планшета для образцов с обеспечением перемешивания. С помощью других типов автоматических перемешивающих устройств обычно пытаются обеспечить перемешивание путем механического взбалтывания (например, путем встряхивания планшета для образцов). После обработки образцов магниты можно использовать для удержания частиц сбоку лунок для образцов, чтобы обеспечить удаление жидкого образца. Однако магниты с постоянным полем, используемые в обычных применениях магнитных планшетов для образцов, не могут обеспечивать надежное перемешивание. Например, магнитные частицы обычно имеют тенденцию образовывать агрегаты и кластеры в отдельных зонах лунок для образца. Магнитные частицы перемещаются с жидкостью посредством небольших турбулентных участков при использовании обычных методов перемешивания, таким образом делая перемешивание неэффективным. Кроме того, сам планшет необходимо перемещать между стадиями анализа, что требует значительной автоматизации.[0003] Magnetic particles have also been used in sample plate applications. In magnetic sample plate systems, the sample plates comprise a plurality of constant field magnets positioned such that the magnets either protrude between the sample wells or position the sample wells in annular magnets. The magnetic particles in the sample wells can be agitated by placing a permanent magnet near the sample plate to ensure agitation. Other types of automatic stirrers typically attempt to achieve mixing by mechanical agitation (eg, by shaking the sample plate). After sample processing, magnets can be used to hold particles to the side of the sample wells to ensure liquid sample is removed. However, the constant field magnets used in common magnetic sample plate applications cannot provide reliable mixing. For example, magnetic particles typically tend to form aggregates and clusters in particular areas of sample wells. The magnetic particles move with the liquid through small turbulent regions using conventional agitation techniques, thus rendering the agitation inefficient. In addition, the plate itself must be moved between analysis steps, which requires significant automation.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕSHORT DESCRIPTION

[0004] Соответственно существует потребность в улучшении общей скорости и эффективности перемешивания и разделения образца с применением магнитных частиц, включая сверхбыстрое однородное перемешивание жидких образцов. Также существует потребность в магнитных частицах, которые обладают быстрой реакцией на внешние магнитные поля, а также низкой остаточной намагниченностью. Кроме того, существует потребность в том, чтобы магнитные частицы оставались суспендированными в течение заданного периода времени после перемешивания. Также существует потребность в способе перемешивания, с помощью которого обеспечивается перемешивание магнитных частиц в жидкости, а не с жидкостью.[0004] Accordingly, there is a need to improve the overall speed and efficiency of sample mixing and separation using magnetic particles, including ultra-fast uniform mixing of liquid samples. There is also a need for magnetic particles that have a fast response to external magnetic fields as well as low remanence. In addition, there is a need for the magnetic particles to remain suspended for a predetermined period of time after agitation. There is also a need for an agitation method that agitates the magnetic particles in the liquid rather than with the liquid.

[0005] Примеры изобретения решают эти и другие задачи, по отдельности и совместно.[0005] Examples of the invention solve these and other problems, separately and together.

[0006] Первый аспект относится к магнитной частице. Магнитная частица содержит магнитный материал, имеющий максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 30 эме/г. Магнитная частица дополнительно содержит наружную поверхность, содержащую лиганд. Лиганд взаимодействует с представляющим интерес аналитом в растворе образца.[0006] The first aspect relates to the magnetic particle. The magnetic particle contains a magnetic material having a maximum field strength in the range of about 20 emu/g to about 250 emu/g and a remanence in the range of about 0 emu/g to about 30 emu/g. The magnetic particle further comprises an outer surface containing a ligand. The ligand interacts with the analyte of interest in the sample solution.

[0007] Другой аспект относится к способу обработки образца. Способ включает обеспечение магнитной частицы с лигандом на поверхности частицы. Лиганд селективно взаимодействует с представляющим интерес аналитом в образце. Магнитная частица имеет максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 30 эме/г. Способ дополнительно включает приведение раствора, содержащего представляющий интерес аналит, в контакт с магнитной частицей с обеспечением взаимодействия лиганда с представляющим интерес аналитом.[0007] Another aspect relates to the method of processing the sample. The method includes providing a magnetic particle with a ligand on the surface of the particle. The ligand selectively interacts with the analyte of interest in the sample. The magnetic particle has a maximum field strength in the range of about 20 emu/g to about 250 emu/g and a remanence in the range of about 0 emu/g to about 30 emu/g. The method further includes bringing the solution containing the analyte of interest into contact with the magnetic particle to cause the ligand to interact with the analyte of interest.

[0008] Другой аспект относится к способу обработки образца. Сначала обеспечивают контейнер, содержащий ферримагнитные частицы и образец. Контейнер подвергают воздействию переменного магнитного поля, перемещая тем самым ферримагнитные частицы в контейнере и осуществляя тем самым обработку образца.[0008] Another aspect relates to the method of processing the sample. First, a container containing ferrimagnetic particles and a sample is provided. The container is subjected to an alternating magnetic field, thereby moving the ferrimagnetic particles in the container and thereby processing the sample.

[0009] Эти и другие примеры описаны более подробно ниже со ссылкой на чертежи.[0009] These and other examples are described in more detail below with reference to the drawings.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0010] ФИГ. 1A-1D представляют собой изображения различных типов магнетизма согласно настоящему раскрытию.[0010] FIG. 1A-1D are views of various types of magnetism according to the present disclosure.

[0011] ФИГ. 2 представляет собой блок-схему системы обработки образца согласно настоящему раскрытию.[0011] FIG. 2 is a block diagram of a sample handling system according to the present disclosure.

[0012] ФИГ. 3 представляет собой график зависимости радиан от плотности энергии магнитного поля и демонстрирует, как плотность энергии магнитного поля изменяется между соседними электромагнитами согласно настоящему раскрытию.[0012] FIG. 3 is a graph of radians versus magnetic field energy density and shows how the magnetic field energy density varies between adjacent electromagnets according to the present disclosure.

[0013] ФИГ. 4A-4D представляют собой графики, демонстрирующие концентрацию ДНК по различным аспектам примера 8 согласно настоящему раскрытию.[0013] FIG. 4A-4D are graphs showing DNA concentration for various aspects of Example 8 according to the present disclosure.

[0014] На ФИГ. 5 показаны данные высокоэффективной жидкостной хроматографии (HPLC) для расщепления с помощью трипсина по примеру 9 согласно настоящему раскрытию.[0014] FIG. 5 shows High Performance Liquid Chromatography (HPLC) data for trypsin digestion of Example 9 according to the present disclosure.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION

[0015] Идеи настоящего изобретения в целом относятся к способам и системам обработки образца для перемешивания, разделения, фильтрации или иной обработки образца (например, жидкого образца (пробы текучей среды)) путем использования магнитных частиц (например, ферримагнитных частиц), которые побуждают перемещаться под действием магнитного узла, расположенного по периферии контейнера, содержащего образец. Хотя магнитные частицы, такие как ферримагнитные частицы, описаны совместно с многочисленными вариантами осуществления, аспектами и примерами в соответствии с настоящим раскрытием, еще предполагается, что также можно использовать магнитные частицы, такие как ферромагнитные частицы, парамагнитные частицы и суперпарамагнитные частицы, или смеси различных классов магнитных частиц. Таким образом, любое конкретное упоминание ферримагнитной частицы можно в равной степени применять к ферромагнитной частице, парамагнитной частице, суперпарамагнитной частице или к их смесям.[0015] The teachings of the present invention generally relate to methods and sample handling systems for mixing, separating, filtering, or otherwise treating a sample (e.g., a liquid sample (fluid sample)) by using magnetic particles (e.g., ferrimagnetic particles) that cause movement under the action of a magnetic assembly located on the periphery of the container containing the sample. While magnetic particles, such as ferrimagnetic particles, have been described in conjunction with numerous embodiments, aspects, and examples in accordance with the present disclosure, it is still contemplated that magnetic particles, such as ferromagnetic particles, paramagnetic particles, and superparamagnetic particles, or mixtures of various classes can also be used. magnetic particles. Thus, any specific reference to a ferrimagnetic particle can equally apply to a ferromagnetic particle, a paramagnetic particle, a superparamagnetic particle, or mixtures thereof.

[0016] Идеи настоящего изобретения обеспечивают несколько технологических преимуществ, включая повышенную напряженность магнитного поля в объеме образца, позволяющих тем самым улучшить перемешивание, улучшить массоперенос и/или снизить энергопотребление по сравнению с известными системами перемешивания магнитными частицами. Ферримагнитные частицы могут проявлять сильную магнитную восприимчивость по сравнению с обычными парамагнитными частицами, тем самым обеспечивая более эффективное перемешивание ферримагнитных частиц в образце с применением магнитного узла, который создает переменные магнитные поля. Кроме того, ферримагнитные частицы не агрегируют вследствие индуцированной магнитным полем агрегации подобно тому, как это делают обычные ферромагнитные частицы.[0016] The teachings of the present invention provide several technological advantages, including increased magnetic field strength within the sample volume, thereby allowing improved mixing, improved mass transfer, and/or reduced power consumption compared to prior art magnetic particle mixing systems. The ferrimagnetic particles can exhibit a strong magnetic susceptibility compared to conventional paramagnetic particles, thereby allowing more efficient mixing of the ferrimagnetic particles in the sample using a magnetic assembly that generates alternating magnetic fields. In addition, ferrimagnetic particles do not aggregate due to magnetic field-induced aggregation in the same way as ordinary ferromagnetic particles do.

[0017] Перед обсуждением примеров данного раскрытия можно более подробно описать некоторые термины.[0017] Before discussing examples of this disclosure, some terms may be described in more detail.

[0018] Используемый в данном документе термин «ферримагнитные частицы» относится к частицам, содержащим ферримагнитный материал. Ферримагнитные частицы могут реагировать на внешнее магнитное поле (например, переменное магнитное поле), но могут размагничиваться при удалении внешнего магнитного поля. Таким образом, ферримагнитные частицы эффективно перемешиваются в образце за счет внешних магнитных полей, а также эффективно отделяются от образца с применением магнита или электромагнита, но могут оставаться суспендированными без возникновения индуцированной магнитным полем агрегации.[0018] As used herein, the term "ferrimagnetic particles" refers to particles containing ferrimagnetic material. Ferrimagnetic particles can respond to an external magnetic field (for example, an alternating magnetic field), but can demagnetize when the external magnetic field is removed. Thus, ferrimagnetic particles are efficiently mixed in the sample by external magnetic fields, and are also effectively separated from the sample using a magnet or electromagnet, but can remain suspended without the occurrence of magnetic field-induced aggregation.

[0019] Ферримагнитные частицы, описанные в данном документе, достаточно восприимчивы к магнитным полям, так что они могут эффективно перемещаться в образце. В целом диапазон интенсивности поля может быть таким же диапазоном, что и у любого электромагнита, при условии, что он способен обеспечивать перемещение частиц. Например, магнитное поле имеет интенсивность от приблизительно 10 мТл до приблизительно 100 мТл, от приблизительно 20 мТл до приблизительно 80 мТл и от приблизительно 30 мТл до приблизительно 50 мТл. В некоторых примерах можно использовать более мощные электромагниты для перемешивания менее восприимчивых микрочастиц. В некоторых примерах магнитное поле может быть сфокусировано в образец, насколько это возможно. Также электромагниты могут находиться настолько близко к образцу, насколько это возможно, поскольку напряженность магнитного поля снижается пропорционально квадрату расстояния.[0019] The ferrimagnetic particles described herein are sufficiently receptive to magnetic fields so that they can move efficiently in a sample. In general, the field intensity range can be the same range as any electromagnet, provided that it is capable of moving particles. For example, the magnetic field has an intensity of about 10 mT to about 100 mT, about 20 mT to about 80 mT, and about 30 mT to about 50 mT. In some examples, more powerful electromagnets can be used to stir less receptive microparticles. In some examples, the magnetic field can be focused into the sample as much as possible. Also, electromagnets can be placed as close to the sample as possible, since the magnetic field strength decreases with the square of the distance.

[0020] В некоторых примерах ферримагнитная частица содержит феррит. Феррит включает в себя керамический материал, который содержит оксид железа в сочетании с неорганическими соединениями, содержащими атомы металла, неметалла или металлоида. Например, феррит может содержать оксид железа(III) (Fe2O3), смешанный с одним или более дополнительными элементами, представляющими собой металл, такими как барий, марганец, никель, цинк, титан или любой другой подходящий элемент, представляющий собой металл. Другие примеры ферритов включают Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4. Дополнительные примеры ферритов включают железное ядро, содержащее сульфид или оксигидроксид, такой как Fe7S8, Fe3S4, FeS или FeOOH.[0020] In some examples, the ferrimagnetic particle contains ferrite. Ferrite includes a ceramic material that contains iron oxide combined with inorganic compounds containing metal, non-metal, or metalloid atoms. For example, the ferrite may comprise iron(III) oxide (Fe 2 O 3 ) mixed with one or more additional metal elements such as barium, manganese, nickel, zinc, titanium, or any other suitable metal element. Other examples of ferrites include Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 . Additional examples of ferrites include an iron core containing a sulfide or oxyhydroxide such as Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS or FeOOH.

[0021] Магнетит (Fe3O4) является другим примером ферримагнитного материала, пригодного в примерах, описанных в данном документе, который является примером феррита. Магнетит содержит ионы как Fe2+, так и Fe3+. В некоторых случаях спины электронов ионов Fe2+ и Fe3+ могут быть спаренными в кристаллической структуре, так что магнетит является ферримагнетиком, описанным в данном документе. Однако в некоторых примерах ферримагнитные частицы содержат любой ферримагнитный материал (например, феррит). Согласно некоторым примерам ферримагнитный материал (например, феррит) может не являться магнетитом (Fe3O4), однако, в некоторых примерах магнетит является подходящим ферримагнитным материалом.[0021] Magnetite (Fe3Ofour) is another example of a ferrimagnetic material useful in the examples described herein, which is an example of a ferrite. Magnetite contains ions as Fe2+, and Fe3+. In some cases, the electron spins of Fe ions2+ and Fe3+ may be paired in the crystal structure such that magnetite is the ferrimagnet described herein. However, in some examples, the ferrimagnetic particles comprise any ferrimagnetic material (for example, ferrite). According to some examples, a ferrimagnetic material (for example, ferrite) may not be magnetite (Fe3Ofour), however, in some examples, magnetite is a suitable ferrimagnetic material.

[0022] Ферриты можно подразделять на два основных семейства (магнитотвердые ферриты и магнитомягкие ферриты) на основании их магнитной коэрцитивной силы (например, способности материала выдерживать внешнее магнитное поле, не становясь размагниченным). [0022] Ferrites can be classified into two main families (hard magnetic ferrites and soft magnetic ferrites) based on their magnetic coercive force (eg, the ability of a material to withstand an external magnetic field without becoming demagnetized).

[0023] Магнитотвердые ферриты имеют высокую магнитную коэрцитивную силу, а также высокую остаточную намагниченность после намагничивания. Магнитотвердые ферриты можно использовать для получения постоянных магнитов, поскольку магнитотвердые ферриты не размагничиваются легко в отсутствие внешнего магнитного поля, поскольку они могут иметь высокую остаточную намагниченность. Примеры магнитотвердых ферритов включают феррит стронция и феррит бария.[0023] Hard magnetic ferrites have a high magnetic coercive force as well as a high remanence after magnetization. Hard magnetic ferrites can be used to make permanent magnets because hard ferrites do not easily demagnetize in the absence of an external magnetic field because they can have a high remanence. Examples of hard magnetic ferrites include strontium ferrite and barium ferrite.

[0024] Магнитомягкие ферриты имеют низкую магнитную коэрцитивную силу. Магнитомягкие ферриты также имеют низкую остаточную намагниченность после намагничивания. Намагничивание магнитомягких ферритов легче изменить, чем магнитотвердых ферритов. Кроме того, намагничивание магнитомягких ферритов может легко изменять направление без рассеивания больших количеств энергии (например, посредством потерь на гистерезис). Магнитомягкие ферриты могут также иметь высокое удельное электросопротивление, таким образом предотвращая образование вихревых токов в материале, что является еще одним источником потери энергии.[0024] Soft magnetic ferrites have a low magnetic coercive force. Soft magnetic ferrites also have low remanence after magnetization. The magnetization of soft magnetic ferrites is easier to change than hard magnetic ferrites. In addition, the magnetization of soft magnetic ferrites can easily change direction without dissipating large amounts of energy (eg, through hysteresis losses). Soft magnetic ferrites can also have a high electrical resistivity, thus preventing the formation of eddy currents in the material, which is another source of energy loss.

[0025] Магнитомягкие ферриты могут включать марганец-цинковый (MnZn) феррит и никель-цинковый (NiZn) феррит. Таким образом, в некоторых примерах ферримагнитные частицы содержат MnZn-феррит. В других примерах ферримагнитные частицы содержат NiZn-феррит. Ферримагнитные частицы, содержащие MnZn-феррит и/или NiZn-феррит, могут становиться намагниченными в присутствии внешнего магнитного поля и, таким образом, способны перемещаться при наличии внешнего магнитного поля, но не агрегируют вследствие индуцированной магнитным полем агрегации после удаления внешнего магнитного поля, поскольку они имеют низкую остаточную намагниченность.[0025] Soft magnetic ferrites may include manganese-zinc (MnZn) ferrite and nickel-zinc (NiZn) ferrite. Thus, in some examples, the ferrimagnetic particles contain MnZn ferrite. In other examples, the ferrimagnetic particles comprise NiZn ferrite. Ferrimagnetic particles containing MnZn ferrite and/or NiZn ferrite can become magnetized in the presence of an external magnetic field, and thus are able to move in the presence of an external magnetic field, but do not aggregate due to magnetic field-induced aggregation after removal of the external magnetic field, because they have low remanence.

[0026] Некоторые ферриты можно рассматривать как магнитополутвердые ферриты. Магнитополутвердые ферриты имеют свойства, которые находятся между свойствами магнитомягких ферритов и свойствами магнитотвердых ферритов. Например, феррит кобальта (CoFe2O4) представляет собой полутвердый феррит, который может намагничиваться в присутствии внешнего магнитного поля (например, переменного магнитного поля, создаваемого магнитным узлом), но не характеризуется высокой остаточной намагниченностью после удаления внешнего магнитного поля, так что ферримагнитные частицы, содержащие ядро из феррита кобальта, не агрегируют из-за индуцированной магнитным полем агрегации. [0026] Some ferrites can be considered as magnetically semi-hard ferrites. Magnetic semi-hard ferrites have properties that are between those of soft magnetic ferrites and those of hard magnetic ferrites. For example, cobalt ferrite (CoFe 2 O 4 ) is a semi-solid ferrite that can be magnetized in the presence of an external magnetic field (for example, an alternating magnetic field generated by a magnetic node), but does not have high remanence after the external magnetic field is removed, so that ferrimagnetic particles containing a cobalt ferrite core do not aggregate due to magnetic field-induced aggregation.

[0027] «Магнитный домен» представляет собой область в магнитном материале, в которой суммарная намагниченность направлена в одном направлении. Магнитные домены могут возникать в ферромагнитных и ферримагнитных материалах. Материал может содержать много магнитных доменов. Намагничивание в магнитном домене может быть ориентировано в едином направлении. Каждый магнитный домен в материале может быть ориентирован в разном направлении. В присутствии внешнего магнитного поля домены в магнитном материале могут вращаться так, что намагничивание каждого домена совпадает с внешним магнитным полем.[0027] A "magnetic domain" is a region in a magnetic material in which the net magnetization is directed in one direction. Magnetic domains can arise in ferromagnetic and ferrimagnetic materials. The material may contain many magnetic domains. The magnetization in the magnetic domain can be oriented in a single direction. Each magnetic domain in a material can be oriented in a different direction. In the presence of an external magnetic field, the domains in the magnetic material can rotate so that the magnetization of each domain coincides with the external magnetic field.

[0028] Термин «остаточная намагниченность» относится к остаточному магнетизму, который материал сохраняет после удаления магнитного поля. Материалы, которые имеют высокую остаточную намагниченность после удаления магнитного поля, сохраняют большую напряженность магнитного поля, тогда как материалы, которые имеют низкую остаточную намагниченность после удаления магнитного поля, имеют небольшую напряженность магнитного поля или нулевую напряженность магнитного поля. Используемый в данном документе термин «покрытая функциональной группой поверхность» относится к поверхности, которая покрыта фрагментами, каждый из которых имеет свободную функциональную группу, которая связана с ферримагнитной частицей; в результате поверхности ферримагнитных частиц покрыты содержащими функциональные группы фрагментами. Функциональная группа действует в качестве биоаффинного абсорбента для биологических молекул в растворе. В одном примере функциональная группа представляет собой карбоновую кислоту. Подходящий фрагмент со свободной функциональной группой карбоновой кислоты представляет собой фрагмент янтарной кислоты, в котором одна из групп карбоновой кислоты связана с аминогруппой аминосиланов посредством амидной связи, а вторая группа карбоновой кислоты является несвязанной, что обеспечивает в результате свободную группу карбоновой кислоты, прикрепленную или привязанную к поверхности ферримагнитной частицы. Другие подходящие функциональные группы, которые можно использовать для нанесения в качестве покрытия на поверхность ферримагнитных частиц, включают, но без ограничения этим, тиольные группы, стрептавидин, авидин, нейтравидин, каптавидин, аминогруппы, гидроксильные группы, тозильные группы, эпоксигруппы, алкильные группы, винильные группы или арильные группы. Согласно дополнительным примерам на поверхность можно нанести в качестве покрытия биомолекулу, такую как фермент, белок, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), рибонуклеиновая кислота (РНК), иммуноглобулин G или антитело (например, моноклональное антитело).[0028] The term "remanence" refers to the remanence that a material retains after the magnetic field is removed. Materials that have a high remanence after the magnetic field is removed retain a large magnetic field strength, while materials that have a low remanence after the magnetic field is removed have little or no magnetic field strength. Used in this document, the term "coated with a functional group surface" refers to a surface that is covered with fragments, each of which has a free functional group, which is associated with a ferrimagnetic particle; as a result, the surfaces of the ferrimagnetic particles are coated with functional group-containing fragments. The functional group acts as a bioaffinity absorbent for biological molecules in solution. In one example, the functional group is a carboxylic acid. A suitable free carboxylic acid moiety is a succinic acid moiety in which one of the carboxylic acid groups is bonded to the amino group of the aminosilanes via an amide bond and the second carboxylic acid group is unbound, resulting in a free carboxylic acid group attached or tethered to surface of a ferrimagnetic particle. Other suitable functional groups that can be used to coat the surface of ferrimagnetic particles include, but are not limited to, thiol groups, streptavidin, avidin, neutravidin, captavidin, amino groups, hydroxyl groups, tosyl groups, epoxy groups, alkyl groups, vinyl groups or aryl groups. According to additional examples, a biomolecule, such as an enzyme, protein, deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), immunoglobulin G, or an antibody (eg, a monoclonal antibody) can be coated on the surface.

[0029] Образец, используемый в настоящем раскрытии, может быть жидким образцом и может быть, например, биологическим образцом или химическим образцом. Используемый в данном документе термин «биологические образцы» может включать биологические жидкости и может включать, но без ограничения этим, кровь, плазму крови, сыворотку крови или другие физиологические жидкости или выделения, такие как, но без ограничения этим, слюну, мочу, спинномозговую жидкость, слезную жидкость, пот, желудочно-кишечную жидкость, околоплодные воды, слизистую жидкость, плевральную жидкость, жировой секрет сальных желез, выдыхаемый воздух и т.п. Химические образцы могут включать любые подходящие типы образцов, содержащих химические вещества, которые необходимо детектировать, включая образцы воды.[0029] The sample used in the present disclosure may be a liquid sample and may be, for example, a biological sample or a chemical sample. As used herein, the term "biological samples" may include biological fluids and may include, but is not limited to, blood, blood plasma, serum, or other bodily fluids or secretions such as, but not limited to, saliva, urine, cerebrospinal fluid , lacrimal fluid, sweat, gastrointestinal fluid, amniotic fluid, mucous fluid, pleural fluid, sebaceous fat, exhaled air, etc. Chemical samples may include any suitable types of samples containing chemicals to be detected, including water samples.

[0030] Соответствующие биологические образцы могут также включать лизаты, приготовленные из клеток, полученных или из ткани, клеточной культуры или физиологических жидкостей млекопитающего, образцов нуклеиновых кислот, элюированных из агарозы или полиакриламидных гелей, растворов, содержащих множество разновидностей молекул ДНК, полученных либо в результате амплификации с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), либо из процедуры выбора размера цепи ДНК, и растворов, полученных из реакции пост-секвенирования. Подходящие образцы могут представлять собой смеси биомолекул (например, белков, полисахаридов, липидов, низкомолекулярных ингибиторов ферментов, олигонуклеотидов, праймеров, матриц) и других веществ, таких как агароза, полиакриламид, следовые количества металлов и органические растворители, из которых можно выделить целевую молекулу нуклеиновой кислоты.[0030] Appropriate biological samples may also include lysates prepared from cells derived from or from mammalian tissue, cell culture or bodily fluids, nucleic acid samples eluted from agarose or polyacrylamide gels, solutions containing multiple varieties of DNA molecules obtained either from amplification by polymerase chain reaction (PCR), or from the procedure for choosing the size of the DNA strand, and solutions obtained from the post-sequencing reaction. Suitable samples may be mixtures of biomolecules (e.g., proteins, polysaccharides, lipids, small molecule enzyme inhibitors, oligonucleotides, primers, templates) and other substances such as agarose, polyacrylamide, trace metals, and organic solvents from which the target nucleic acid molecule can be isolated. acids.

[0031] Термин «аналит» относится к веществу, присутствие, отсутствие или концентрацию которого следует определить согласно примерам настоящего раскрытия. Примеры аналитов могут включать, но без ограничения этим, биологические молекулы, такие как гормоны (такие как гормоны щитовидной железы, эстрадиол, тестостерон, прогестерон, эстроген), метаболиты (такие как глюкоза или этанол), белки, липиды, углеводы и сахара, стероиды (такие как витамин D), пептиды (такие как прокальцитонин) и нуклеиновые кислоты. Аналит также может представлять собой клетки, компоненты клеток (такие как клеточные мембраны), споры, биомаркеры (фармацевтические препараты, такие как антибиотики, бензодиазепин), лекарственные средства (такие как иммунодепрессанты, наркотические средства, опиоиды и т.п.), молекулы с регуляторным действием в ферментативных процессах, такие как промоторы, активаторы, ингибиторы или кофакторы, микроорганизмами, такие как вирусы (включая EBV, HPV, HIV, HCV, HBV, вирус гриппа, норовирус, ротавирус, аденовирус и т.п.), бактерии (H. pylori, Streptococcus, MRSA, C. diff., Ligionella и т.п.), грибы, паразиты (плазмодий и т.п.). Примеры этого раскрытия также могут позволять проводить одновременный анализ нескольких аналитов одного и того же класса или разных классов (например, одновременный анализ метаболитов и белков). В примерах этого раскрытия анализ конкретного аналита, такого как биомаркер, может указывать на то, что конкретное состояние (например, заболевание) ассоциировано с образцом, который содержит аналит. [0031] The term "analyte" refers to a substance, the presence, absence or concentration of which should be determined according to the examples of this disclosure. Examples of analytes may include, but are not limited to, biological molecules such as hormones (such as thyroid hormones, estradiol, testosterone, progesterone, estrogen), metabolites (such as glucose or ethanol), proteins, lipids, carbohydrates and sugars, steroids (such as vitamin D), peptides (such as procalcitonin), and nucleic acids. The analyte can also be cells, cell components (such as cell membranes), spores, biomarkers (pharmaceuticals such as antibiotics, benzodiazepines), drugs (such as immunosuppressants, narcotics, opioids, etc.), molecules with regulatory action in enzymatic processes such as promoters, activators, inhibitors or cofactors, microorganisms such as viruses (including EBV, HPV, HIV, HCV, HBV, influenza virus, norovirus, rotavirus, adenovirus, etc.), bacteria ( H. pylori , Streptococcus , MRSA, C. diff. , Ligionella , etc.), fungi, parasites (Plasmodium, etc.). Examples of this disclosure may also allow simultaneous analysis of multiple analytes of the same class or different classes (eg, simultaneous analysis of metabolites and proteins). In examples of this disclosure, analysis of a particular analyte, such as a biomarker, may indicate that a particular condition (eg, disease) is associated with a sample that contains the analyte.

[0032] Используемый в данном документе термин «выделенный» предназначен для обозначения, что материал, о котором идет речь, находится в физической среде, отличной от той, в которой он встречается в природе, и/или из которой он был полностью или частично выделен или очищен от других нецелевых молекул. [0032] As used herein, the term "isolated" is intended to mean that the material in question is in a physical environment other than that in which it occurs naturally and/or from which it was wholly or partially isolated. or purified from other non-target molecules.

[0033] Используемые в данном документе термины «селективный» и «селективно» относятся к способности выделять конкретные разновидности биологических молекул, таких как молекула или молекулы ДНК, на основании конкретного свойства, такого как размер молекулы, из комбинации, которая включает или является смесью разновидностей молекул, такой как лизат клетки-хозяина и другие компоненты клетки-хозяина. В некоторых примерах селективное выделение конкретных разновидностей молекул достигается за счет использования соответствующего осаждающего реагента (например, соли полиалкиленгликоля), приводящего к осаждению и облегченной адсорбции конкретных разновидностей ДНК (например, характеризуемых на основании размера) на поверхностях ферримагнитных частиц по этому раскрытию.[0033] As used herein, the terms "selective" and "selectively" refer to the ability to isolate specific species of biological molecules, such as a DNA molecule or molecules, based on a particular property, such as molecular size, from a combination that includes or is a mixture of species molecules such as host cell lysate and other components of the host cell. In some examples, selective isolation of particular molecular species is achieved by using an appropriate precipitating agent (e.g., a polyalkylene glycol salt) resulting in precipitation and facilitated adsorption of particular DNA species (e.g., characterized based on size) on the surfaces of the ferrimagnetic particles of this disclosure.

[0034] Термин «анализатор» включает любой подходящий прибор, который способен анализировать образец, такой как биологический образец. Примеры анализаторов включают масс-спектрометры, иммуноанализаторы, гематологические анализаторы, микробиологические анализаторы и/или анализаторы для молекулярной биологии.[0034] The term "analyzer" includes any suitable instrument that is capable of analyzing a sample, such as a biological sample. Examples of analyzers include mass spectrometers, immunoanalyzers, hematology analyzers, microbiological analyzers, and/or molecular biology analyzers.

I. МАГНИТНЫЕ ЧАСТИЦЫI. MAGNETIC PARTICLES

[0035] Согласно различным аспектам идей настоящего изобретения магнитные частицы, например, такие как ферримагнитные частицы, могут перемешиваться во всем контейнере. На ферримагнитные частицы воздействуют (например, перемещают) путем изменения магнитного поля, создаваемого магнитным узлом.[0035] According to various aspects of the ideas of the present invention, magnetic particles, such as ferrimagnetic particles, for example, can be mixed throughout the container. The ferrimagnetic particles are affected (eg, moved) by changing the magnetic field generated by the magnetic assembly.

[0036] Ферримагнитные частицы по настоящему раскрытию имеют высокую чувствительность к магнитным полям, так что ферримагнитные частицы легко перемешиваются в образце в присутствии внешнего переменного магнитного поля. Ферримагнитные частицы могут также иметь низкую остаточную намагниченность, так что ферримагнитные частицы не притягиваются друг к другу магнитным образом, когда внешнее переменное магнитное поле удаляют. В результате ферримагнитные частицы могут оставаться суспендированными без возникновения индуцированной магнитным полем агрегации после перемешивания и, таким образом, не ингибируют связывание или элюирование.[0036] The ferrimagnetic particles of the present disclosure have a high sensitivity to magnetic fields, so that the ferrimagnetic particles are easily mixed in the sample in the presence of an external alternating magnetic field. The ferrimagnetic particles may also have a low remanence so that the ferrimagnetic particles are not magnetically attracted to each other when the external alternating magnetic field is removed. As a result, the ferrimagnetic particles can remain suspended without the occurrence of magnetic field-induced aggregation after agitation, and thus do not inhibit binding or elution.

[0037] Кроме того, ферримагнитные частицы должны оставаться суспендированными в образце в течение подходящего периода времени после перемешивания. Специалист в данной области техники поймет, что ряд свойств ферримагнитных частиц будет влиять на этой свойство. Например, плотность, а также остаточная намагниченность (например, остаточный магнетизм) ферримагнитных частиц может влиять на длительность времени жизни суспензии в образце после удаления переменного магнитного поля. В некоторых примерах желательно выделять ферримагнитные частицы из образца. В данных примерах ферримагнитные частицы можно выделять магнитным образом из контейнера с помощью компонента для сбора, такого как магнит или электромагнит, описанный в данном документе.[0037] In addition, the ferrimagnetic particles must remain suspended in the sample for a suitable period of time after mixing. One skilled in the art will appreciate that a number of properties of the ferrimagnetic particles will affect this property. For example, the density as well as the remanence (eg, remanence) of the ferrimagnetic particles can affect the lifetime of the suspension in the sample after removal of the alternating magnetic field. In some instances, it is desirable to isolate the ferrimagnetic particles from the sample. In these examples, the ferrimagnetic particles can be magnetically separated from the container using a collection component such as a magnet or electromagnet as described herein.

[0038] Ферримагнитные частицы могут иметь различные формы, которые могут быть правильными или неправильными; в некоторых примерах форма максимально увеличивает площадь поверхности частиц. Например, ферримагнитные частицы могут быть сферическими, в форме стержня, эллиптическими или любой другой подходящей формы. Ферримагнитные частицы могут иметь различную плотность, которую можно определить по составу ядра. В некоторых примерах плотность ферримагнитных частиц можно регулировать с помощью покрытия, как описано в данном документе.[0038] Ferrimagnetic particles can have various shapes, which can be regular or irregular; in some examples, the shape maximizes the surface area of the particles. For example, the ferrimagnetic particles may be spherical, rod-shaped, elliptical, or any other suitable shape. Ferrimagnetic particles can have different densities, which can be determined from the composition of the core. In some examples, the density of the ferrimagnetic particles can be controlled using a coating, as described in this document.

[0039] В некоторых примерах ферримагнитные частицы имеют достаточную площадь поверхности, чтобы обеспечивать эффективное связывание целевого аналита, и дополнительно характеризуются наличием поверхностей, которые способны обратимо или необратимо связывать целевой аналит (например, биологические молекулы). В некоторых примерах площадь поверхности ферримагнитных частиц может находиться в диапазоне от приблизительно 0,1 м2/г до приблизительно 500 м2/г, от приблизительно 50 м2/г до приблизительно 200 м2/г или от приблизительно 150 м2/г до приблизительно 175 м2/г.[0039] In some examples, the ferrimagnetic particles have sufficient surface area to allow efficient binding of the target analyte, and are further characterized by the presence of surfaces that are capable of reversibly or irreversibly binding the target analyte (eg , biological molecules). In some examples, the surface area of the ferrimagnetic particles may range from about 0.1 m 2 /g to about 500 m 2 /g, from about 50 m 2 /g to about 200 m 2 /g, or from about 150 m 2 /g up to approximately 175 m 2 /g.

[0040] Подходящие ферримагнитные частицы могут иметь такой размер, что их выделение из раствора не является сложным, например, с помощью магнитных способов или фильтрации. Кроме того, ферримагнитные частицы не должны быть слишком большими, чтобы площадь их поверхности была минимизирована, или чтобы они не были подходящими для манипуляций с масштабом от нанометрового до микрометрового.[0040] Suitable ferrimagnetic particles can be of such a size that their separation from solution is not difficult, for example, using magnetic methods or filtration. In addition, ferrimagnetic particles should not be too large so that their surface area is minimized, or so that they are not suitable for nanometer to micrometer scale manipulation.

[0041] Подходящие размеры находятся в диапазоне от среднего диаметра приблизительно 1 нм до среднего диаметра приблизительно 1 мм, от приблизительно 5 нм до приблизительно 50 мкм или от приблизительно 100 нм до приблизительно 100 мкм. Подходящий размер составляет от приблизительно 1 мкм до приблизительно 10 мкм. Например, в некоторых примерах ферримагнитные частицы могут представлять собой наночастицы (например, частицы со средним диаметром менее 1 мкм, но более 1 нм). В других примерах ферримагнитные частицы могут представлять собой микрочастицы (например, частицы со средним диаметром более 1 мкм, но менее 100 мкм). В общем, большие ферримагнитные частицы (которые имеют размер приблизительно 1 мм) пригодны при клеточном фракционировании, расщеплении тканей, смешивании жидкостей и т.п.[0041] Suitable sizes range from an average diameter of about 1 nm to an average diameter of about 1 mm, from about 5 nm to about 50 microns, or from about 100 nm to about 100 microns. A suitable size is from about 1 µm to about 10 µm. For example, in some examples, the ferrimagnetic particles may be nanoparticles (eg, particles with an average diameter less than 1 μm but greater than 1 nm). In other examples, the ferrimagnetic particles may be microparticles (eg, particles with an average diameter greater than 1 μm but less than 100 μm). In general, large ferrimagnetic particles (which are approximately 1 mm in size) are useful in cell fractionation, tissue digestion, fluid mixing, and the like.

[0042] Ферримагнитные частицы могут быть по существу твердыми или могут иметь некоторую степень пористости. Если ферримагнитные частицы действительно включают некоторую степень пористости, размер пор отдельных пор может находиться в диапазоне от приблизительно 5 Е до приблизительно 1000 Е, от приблизительно 50 Е до приблизительно 500 Е. По меньшей мере множество пор могут быть сквозными порами (например, проходящими полностью между противоположными поверхностями). Размеры пор или общую пористость ферримагнитных частиц можно определить согласно множеству подходящих способов. Например, можно определить полный объем идеальной (например, непористой) ферримагнитной частицы, а затем можно определить объем фактического пористого каркасного материала. Пористость затем рассчитывают путем вычитания объема фактического пористого каркасного материала из объема идеальной ферримагнитной частицы. Пористость ферримагнитной частицы или размер отдельных пор также можно определить путем оптического измерения с помощью микроскопа и обработки изображений для измерения отдельных пор. [0042] The ferrimagnetic particles may be substantially solid or may have some degree of porosity. If the ferrimagnetic particles do include some degree of porosity, the pore size of individual pores may range from about 5 E to about 1000 E, from about 50 E to about 500 E. At least a plurality of pores may be through pores (e.g., extending entirely between opposite surfaces). The pore sizes or overall porosity of the ferrimagnetic particles can be determined according to a variety of suitable methods. For example, the total volume of an ideal (eg, non-porous) ferrimagnetic particle can be determined, and then the volume of the actual porous scaffold material can be determined. The porosity is then calculated by subtracting the volume of the actual porous framework material from the volume of the ideal ferrimagnetic particle. The porosity of the ferrimagnetic particle or the size of the individual pores can also be determined by optical measurement with a microscope and image processing to measure the individual pores.

[0043] Ферримагнитные частицы, описанные в данном документе, могут включать несколько различных материалов. В той степени, в которой присутствуют смеси материалов, общее содержание магнитных материалов в ферримагнитных частицах может составлять по меньшей мере 50 мас.% ферримагнитной частицы, по меньшей мере 70 мас.% ферримагнитной частицы или даже 100 мас.% ферримагнитной частицы. Ферримагнитные частицы могут включать любые материалы из описанных в данном документе. Немагнитный материал, составляющий остальную часть ферримагнитных частиц, может включать, например, любой из материалов покрытия, описанных в данном документе. Немагнитный материал можно использовать в качестве покрытия для инкапсуляции магнитной части ферримагнитной частицы, его также можно использовать в качестве функционального компонента для взаимодействия с представляющим интерес аналитом и связывания его. Немагнитный материал может также действовать в качестве компонента-наполнителя.[0043] The ferrimagnetic particles described herein may include several different materials. To the extent that mixtures of materials are present, the total content of magnetic materials in the ferrimagnetic particles may be at least 50 wt.% of the ferrimagnetic particle, at least 70 wt.% of the ferrimagnetic particle, or even 100 wt.% of the ferrimagnetic particle. The ferrimagnetic particles may include any of the materials described herein. The non-magnetic material constituting the remainder of the ferrimagnetic particles may include, for example, any of the coating materials described herein. The non-magnetic material can be used as a coating to encapsulate the magnetic portion of the ferrimagnetic particle, it can also be used as a functional component to interact with and bind the analyte of interest. The non-magnetic material may also act as a filler component.

A. МагнетизмA. Magnetism

[0044] Специалистам в данной области техники будет знаком ряд различных типов магнетизма, включая парамагнетизм, суперпарамагнетизм, ферромагнетизм, антиферромагнетизм и ферримагнетизм. На ФИГ. 1 показаны примеры различных типов магнетизма. Стрелки на ФИГ. 1A-1D указывают магнитные моменты частиц, например, электронов, в различных материалах, однако, понятно, что атомы и молекулы могут также создавать магнитные моменты. Каждая стрелка представляет магнитную силу (длиной стрелки) и ориентацию магнитного момента (ориентацией стрелки).[0044] Those skilled in the art will be familiar with a number of different types of magnetism, including paramagnetism, superparamagnetism, ferromagnetism, antiferromagnetism, and ferrimagnetism. FIG. 1 shows examples of different types of magnetism. Arrows in FIG. 1A-1D indicate the magnetic moments of particles, such as electrons, in various materials, however, it is understood that atoms and molecules can also create magnetic moments. Each arrow represents a magnetic force (arrow length) and an orientation of the magnetic moment (arrow orientation).

[0045] Парамагнетизм возникает при присутствии неспаренных электронов в материале. На фиг. 1A показаны магнитные моменты в парамагнитном материале в отсутствие внешнего магнитного поля. Магнитные моменты не выровнены и могут ориентироваться в произвольных направлениях из-за теплового движения. Материал имеет нулевую суммарную намагниченность, поскольку магнитные моменты ориентированы в произвольных направлениях, таким образом нейтрализуя друг друга. В присутствии внешнего магнитного поля магнитные моменты выравниваются параллельно внешнему магнитному полю. Парамагнитный материал затем образует индуцированное магнитное поле в направлении внешнего магнитного поля, вызывая суммарное притяжение. Парамагнитные материалы проявляют магнетизм только в присутствии внешнего магнитного поля. Парамагнитные материалы могут быть слабо чувствительными к магнитному полю. Примеры парамагнитных материалов включают алюминий, кислород, титан и оксид железа (FeO). [0045] Paramagnetism occurs in the presence of unpaired electrons in a material. In FIG. 1A shows the magnetic moments in a paramagnetic material in the absence of an external magnetic field. The magnetic moments are not aligned and can orient themselves in arbitrary directions due to thermal motion. The material has zero net magnetization because the magnetic moments are oriented in arbitrary directions, thus canceling each other out. In the presence of an external magnetic field, the magnetic moments align parallel to the external magnetic field. The paramagnetic material then forms an induced magnetic field in the direction of the external magnetic field, causing a net attraction. Paramagnetic materials exhibit magnetism only in the presence of an external magnetic field. Paramagnetic materials may be weakly sensitive to a magnetic field. Examples of paramagnetic materials include aluminum, oxygen, titanium, and iron oxide (FeO).

[0046] Материалы, которые являются ферромагнитными, могут намагничиваться внешним магнитным полем, например, магнитные моменты материала выравниваются в одном направлении, и остаются намагниченными после удаления внешнего магнитного поля. На фиг. 1B показан ряд выровненных магнитных моментов в ферромагнитном материале в отсутствие внешнего магнитного поля. Ферромагнитный материал может образовывать индуцированное магнитное поле в направлении выровненных магнитных моментов.[0046] Materials that are ferromagnetic can be magnetized by an external magnetic field, for example, the material's magnetic moments align in one direction, and remain magnetized after the external magnetic field is removed. In FIG. 1B shows a series of aligned magnetic moments in a ferromagnetic material in the absence of an external magnetic field. The ferromagnetic material can generate an induced magnetic field in the direction of aligned magnetic moments.

[0047] Ферромагнетизм является свойством не только химического состава материала, но также кристаллической структуры и микроструктуры материала. Например, существуют ферромагнитные сплавы металлов, которые содержат элементы, не являющиеся ферромагнитными. Ферромагнитный материал имеет высокую чувствительность к внешнему магнитному полю и имеет тенденцию сохранять магнитное поле после удаления внешнего магнитного поля. Частицы, содержащие ферромагнитный материал, могут подвергаться индуцированной магнитным полем агрегации, поскольку они сохраняют магнитное поле. Таким образом, после того, как магнитная мешалка перемешивает ферромагнитные частицы в образце, ферромагнитные частицы могут оставаться намагниченными и слипшимися. Примеры ферромагнитных материалов включают железо, никель и кобальт.[0047] Ferromagnetism is a property not only of the chemical composition of a material, but also of the crystal structure and microstructure of the material. For example, there are ferromagnetic metal alloys that contain elements that are not ferromagnetic. A ferromagnetic material is highly sensitive to an external magnetic field and tends to retain a magnetic field after the external magnetic field is removed. Particles containing ferromagnetic material may be subject to magnetic field induced aggregation because they retain a magnetic field. Thus, after the magnetic stirrer stirs the ferromagnetic particles in the sample, the ferromagnetic particles may remain magnetized and stuck together. Examples of ferromagnetic materials include iron, nickel and cobalt.

[0048] Ферримагнитный материал может иметь множество групп атомов с противоположными магнитными моментами. На фиг. 1D показаны магнитные моменты двух различных групп атомов, которые являются обратновыровненными и неравными. Магнитные моменты одной группы могут быть сильнее, чем магнитные моменты другой группы, таким образом вызывая суммарный магнетизм. Кристаллическая структура ферримагнитного материала содержит магнитные подрешетки с магнитными моментами, причем магнитные моменты двух подрешеток являются обратновыровненными и неравными. Противоположные магнитные моменты являются неравными, и остается самопроизвольное намагничивание. Ферримагнитные материалы могут также иметь высокое удельное электросопротивление. Когда внешнее магнитное поле удаляют от ферримагнитного материала, ферримагнитный материал может оставаться намагниченным или может стать ненамагниченным в зависимости от конкретного ферримагнитного материала. Примером ферримагнитного материала является феррит.[0048] A ferrimagnetic material may have multiple groups of atoms with opposite magnetic moments. In FIG. 1D shows the magnetic moments of two different groups of atoms that are back-aligned and unequal. The magnetic moments of one group can be stronger than the magnetic moments of another group, thus causing net magnetism. The crystal structure of the ferrimagnetic material contains magnetic sublattices with magnetic moments, the magnetic moments of the two sublattices being inversely aligned and unequal. Opposite magnetic moments are unequal and spontaneous magnetization remains. Ferrimagnetic materials can also have high electrical resistivity. When the external magnetic field is removed from the ferrimagnetic material, the ferrimagnetic material may remain magnetized or may become unmagnetized, depending on the specific ferrimagnetic material. An example of a ferrimagnetic material is ferrite.

[0049] На фиг. 1C показаны магнитные моменты в антиферромагнитном материале. В данном случае две различные группы являются обратновыровненными и равными. Одна группа магнитных моментов ориентирована в одном направлении, тогда как вторая группа магнитных моментов ориентирована в противоположном направлении. Сила этих двух групп магнитных моментов равна, таким образом, в присутствии внешнего магнитного поля антиферромагнитная частица не будет создавать индуцированное магнитное поле.[0049] FIG. 1C shows the magnetic moments in an antiferromagnetic material. In this case, the two different groups are back-aligned and equal. One group of magnetic moments is oriented in one direction, while the second group of magnetic moments is oriented in the opposite direction. The strength of these two groups of magnetic moments is equal, thus, in the presence of an external magnetic field, an antiferromagnetic particle will not create an induced magnetic field.

[0050] Суперпарамагнетизм является пятым типом магнитного поведения, при котором наночастицы, например, размером менее 50 нм, изготовленные из ферромагнитного или ферримагнитного материала, являются достаточно маленькими для вмещения единственного магнитного домена. Суперпарамагнитные материалы могут проявлять подобное парамагнетикам поведение вне магнитного поля, но могут быть более чувствительными к магнитному полю, чем парамагнитные материалы в присутствии внешнего магнитного поля.[0050] Superparamagnetism is a fifth type of magnetic behavior in which nanoparticles, eg, smaller than 50 nm, made from a ferromagnetic or ferrimagnetic material are small enough to contain a single magnetic domain. Superparamagnetic materials may exhibit similar behavior to paramagnets outside of a magnetic field, but may be more sensitive to a magnetic field than paramagnetic materials in the presence of an external magnetic field.

[0051] Согласно различным примерам напряженность магнитного поля ферримагнитных частиц может быть больше или равной приблизительно 20 эме/г, приблизительно 25 эме/г, приблизительно 30 эме/г, приблизительно 35 эме/г, приблизительно 40 эме/г, приблизительно 45 эме/г, приблизительно 50 эме/г, приблизительно 75 эме/г, приблизительно 100 эме/г, приблизительно 150 эме/г, приблизительно 175 эме/г, приблизительно 200 эме/г, приблизительно 225 эме/г, приблизительно 250 эме/г, в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г или от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г. Это значение можно рассматривать как максимальную напряженность поля частицы, которая является мерой напряженности магнитного поля, создаваемой частицей при воздействии магнитного поля. В комбинации с напряженностью магнитного поля ферримагнитных частиц проницаемость ферримагнитной частицы должна быть достаточной для создания индуцированного магнитного поля, большего или равного приблизительно 10 эме/г, 15 эме/г, 20 эме/г, приблизительно 25 эме/г, приблизительно 30 эме/г, приблизительно 35 эме/г, приблизительно 40 эме/г, приблизительно 45 эме/г, приблизительно 50 эме/г, приблизительно 75 эме/г, приблизительно 100 эме/г, приблизительно 150 эме/г, приблизительно 175 эме/г, приблизительно 200 эме/г, приблизительно 225 эме/г, приблизительно 250 эме/г, в диапазоне от приблизительно 10 эме/г до приблизительно 250 эме/г или от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г. Магнитное поле, действию которого подвергаются ферримагнитные частицы, может иметь напряженность от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед, от приблизительно 725 эрстед до приблизительно 775 эрстед, меньшую, равную или большую чем приблизительно 700 эрстед, 725, 750, 775 или приблизительно 800 эрстед.[0051] According to various examples, the magnetic field strength of the ferrimagnetic particles may be greater than or equal to about 20 emu/g, about 25 emu/g, about 30 emu/g, about 35 emu/g, about 40 emu/g, about 45 emu/g g, approximately 50 emu/g, approximately 75 emu/g, approximately 100 emu/g, approximately 150 emu/g, approximately 175 emu/g, approximately 200 emu/g, approximately 225 emu/g, approximately 250 emu/g, in the range from about 20 emu/g to about 250 emu/g, or from about 35 emu/g to about 100 emu/g. This value can be thought of as the particle's maximum field strength, which is a measure of the magnetic field strength generated by the particle when subjected to a magnetic field. In combination with the magnetic field strength of the ferrimagnetic particles, the permeability of the ferrimagnetic particle must be sufficient to produce an induced magnetic field greater than or equal to approximately 10 emu/g, 15 emu/g, 20 emu/g, approximately 25 emu/g, approximately 30 emu/g , approximately 35 emu/g, approximately 40 emu/g, approximately 45 emu/g, approximately 50 emu/g, approximately 75 emu/g, approximately 100 emu/g, approximately 150 emu/g, approximately 175 emu/g, approximately 200 emu/g, about 225 emu/g, about 250 emu/g, ranging from about 10 emu/g to about 250 emu/g or from about 35 emu/g to about 100 emu/g. The magnetic field to which the ferrimagnetic particles are exposed may be from about 700 oersteds to about 800 oersteds, from about 725 oersteds to about 775 oersteds, less than, equal to or greater than about 700 oersteds, 725, 750, 775 or about 800 oersteds.

[0052] Согласно различным примерам остаточная намагниченность ферримагнитных материалов может быть в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 30 эме/г, от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г, от приблизительно 1 эме/г до приблизительно 8 эме/г, от приблизительно 3 эме/г до приблизительно 5 эме/г, меньшей, равной или большей чем приблизительно 0 эме/г, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 или приблизительно 30 эме/г. [0052] According to various examples, the remanence of ferrimagnetic materials can range from about 0 emu/g to about 30 emu/g, from about 0 emu/g to about 10 emu/g, from about 1 emu/g to about 8 emu /g, from about 3 emu/g to about 5 emu/g, less than, equal to or greater than about 0 emu/g, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 or approximately 30 emu/g.

[0053] Магнитные компоненты частиц могут представлять собой магнитные наночастицы, магнитные субмикронные частицы или магнитные микрометровые частицы. Ферримагнитные частицы, описанные в данном документе, могут иметь множество различных структур. Например, ферримагнитные частицы могут представлять собой магнитные наночастицы, включенные в полимерную матрицу или матрицу на основе кремнезема, магнитными шариками, заключенными в оболочку из кремнезема или полимерную оболочку, магнитными наночастицами или магнитными шариками, функционализированными органическими лигандами, магнитными наночастицами или шариками без покрытия. В примерах, где ферримагнитные частицы являются частицами типа ядро-оболочка, оболочка может включать покрытие, описанное в данном документе.[0053] The magnetic components of the particles can be magnetic nanoparticles, magnetic submicron particles, or magnetic micrometer particles. The ferrimagnetic particles described herein may have many different structures. For example, the ferrimagnetic particles can be magnetic nanoparticles embedded in a polymer or silica matrix, silica or polymer sheathed magnetic beads, magnetic nanoparticles or magnetic beads, functionalized organic ligands, uncoated magnetic nanoparticles or beads. In instances where the ferrimagnetic particles are core-shell particles, the shell may include a coating as described herein.

B. ПокрытиеB. Coating

[0054] Ферримагнитные частицы по настоящему раскрытию могут содержать ферримагнитное ядро, окруженное покрытием. В примере ферримагнитные частицы покрыты одним или более слоями немагнитного материала. Применение покрытых ферримагнитных частиц, не содержащих открытого железа на своих поверхностях, может исключать возможность препятствования железа некоторым дальнейшим манипуляциям с образцом. Покрытие может представлять собой, например, полимерный слой или слой на основе кремнезема.[0054] The ferrimagnetic particles of the present disclosure may comprise a ferrimagnetic core surrounded by a coating. In an example, ferrimagnetic particles are coated with one or more layers of non-magnetic material. The use of coated ferrimagnetic particles that do not contain exposed iron on their surfaces can eliminate the possibility of iron preventing some further manipulation of the sample. The coating may be, for example, a polymer layer or a layer based on silica.

[0055] Примеры полимерных слоев могут включать полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат, поливиниловый спирт или любой другой подходящий полимер. Примеры слоев на основе кремнезема могут включать диоксид кремния, боросиликат, натронную известь, титанат бария и другие типы стекла. Полимерный слой или слой на основе кремнезема может предназначаться для регулирования плотности ферримагнитных частиц. Например, полимерный слой или слой на основе кремнезема может регулировать плотность ферримагнитных частиц до уровня, близкого к плотности образца, например, водного образца (например, приблизительно 1 г/см3).[0055] Examples of polymer layers may include polyethylene, polystyrene, polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, or any other suitable polymer. Examples of silica-based layers may include silica, borosilicate, soda lime, barium titanate, and other types of glass. The polymeric or silica-based layer may be designed to control the density of the ferrimagnetic particles. For example, the polymeric or silica-based layer can control the density of the ferrimagnetic particles to a level close to that of a sample, eg, an aqueous sample (eg, about 1 g/cm 3 ).

[0056] В других примерах другие типы покрытия могут включать металлическое покрытие, такое как алюминий, золото, оксид цинка или любое из других покрытий, упомянутых в данном документе, и т.п. Кроме того, любое из покрытий, описанных в данном документе, может содержать включенный флуоресцентный или цветной краситель. [0056] In other examples, other types of coating may include a metallic coating such as aluminum, gold, zinc oxide, or any of the other coatings mentioned herein, and the like. Additionally, any of the coatings described herein may contain an incorporated fluorescent or color dye.

[0057] Покрытие может также содержать лиганд, такой как реагент захвата или функциональную группу, включая упомянутые в данном документе, для селективного или неселективного связывания целевых аналитов. Функциональная группа может быть предназначена для адсорбции биомолекул, таких как нуклеиновые кислоты, которые могут неспецифично относительно последовательности и обратимо связываться с функциональной группой на покрытии ферримагнитных частиц. Полинуклеотиды могут представлять собой ДНК, РНК или полиамидные нуклеиновые кислоты (PNA). В примере функциональная группа представляет собой карбоксильную группу. Различные покрытия, содержащие функциональные группы, подходящие для этих целей, описаны в патенте США №5705628, патенте США №5898071 и патенте США №6534262, идеи которых, таким образом, включены посредством ссылки в настоящую заявку во всей их полноте. Любое из покрытий, описанных в данном документе, можно функционализировать с помощью химических веществ для модификации поверхности, как описано в данном документе, например, карбоновой кислотой, стрептавидином, амином, гидразидом, силанолом, азидом. И их можно дополнительно функционализировать с помощью биологических молекул, таких как антитела, ферменты, фрагменты ДНК или РНК, катализаторы и т.п.[0057] The coating may also contain a ligand, such as a capture reagent or a functional group, including those mentioned herein, for selective or non-selective binding of target analytes. The functional group may be designed to adsorb biomolecules, such as nucleic acids, which can non-sequence-specifically and reversibly bind to the functional group on the coating of the ferrimagnetic particles. Polynucleotides can be DNA, RNA or polyamide nucleic acids (PNA). In the example, the functional group is a carboxyl group. Various coatings containing functional groups suitable for these purposes are described in US patent No. 5705628, US patent No. 5898071 and US patent No. 6534262, the ideas of which are thus incorporated by reference into the present application in their entirety. Any of the coatings described herein can be functionalized with surface modification chemicals as described herein, eg, carboxylic acid, streptavidin, amine, hydrazide, silanol, azide. And they can be further functionalized with biological molecules such as antibodies, enzymes, DNA or RNA fragments, catalysts, and the like.

[0058] В некоторых примерах покрытие может содержать реагент захвата. Реагент захвата может быть предназначен для захвата аналита в образце. Поверхность ферримагнитных частиц может быть покрыта реагентом захвата, который является подходящим лигандом или рецептором (например, антителами, лектинами, олигонуклеотидами, другими аффинными группами или любым из других реагентов захвата, упомянутых в данном документе), который может селективно связывать целевой аналит или группу аналитов в смеси. В некоторых примерах реагент захвата может представлять собой антитело. [0058] In some examples, the coating may contain a capture reagent. The capture reagent may be designed to capture the analyte in the sample. The surface of the ferrimagnetic particles may be coated with a capture reagent, which is a suitable ligand or receptor (e.g., antibodies, lectins, oligonucleotides, other affinity groups, or any of the other capture reagents mentioned herein) that can selectively bind the target analyte or group of analytes in mixtures. In some examples, the capture reagent may be an antibody.

[0059] Специалисты в данной области техники поймут, что для этой цели можно использовать любое количество реагентов захвата, например, аптамеры, наночастицы, связывающие белки и т.п. Реагент захвата может быть разработан для захвата конкретного аналита или конкретной панели аналитов, например, панели для определения лекарственных средств или панели для оценки эндокринной функции и т.п.[0059] Those skilled in the art will appreciate that any number of capture reagents can be used for this purpose, such as aptamers, nanoparticles, binding proteins, and the like. The capture reagent can be designed to capture a particular analyte or a particular panel of analytes, such as a drug detection panel or an endocrine function panel, and the like.

[0060] Альтернативно лиганд может включать фермент. В некоторых вариантах осуществления фермент может быть связан с покрытием для селективного взаимодействия с субстратом данного фермента. При взаимодействии с субстратом фермент может функционировать, разрушая или расщепляя субстрат. Это может приводить к образованию представляющего интерес вещества путем действия фермента или к удалению субстрата из образца. Согласно различным вариантам осуществления фермент может представлять собой трипсин.[0060] Alternatively, the ligand may include an enzyme. In some embodiments, the implementation of the enzyme may be associated with a coating for selective interaction with the substrate of this enzyme. When interacting with a substrate, an enzyme can function by destroying or degrading the substrate. This may result in the formation of the substance of interest by the action of the enzyme, or in the removal of the substrate from the sample. In various embodiments, the enzyme may be trypsin.

[0061] Хотя только один слой покрытия описан, понятно, что некоторые примеры могут включать несколько слоев покрытия. Например, некоторые примеры могут включать основное металлическое покрытие с полимерным покрытием или функциональной группой, расположенными на нем. В некоторых примерах слой покрытия может функционировать, удерживая в достаточной степени внешнее покрытие на ферримагнитной частице.[0061] While only one coating layer has been described, it is understood that some examples may include multiple coating layers. For example, some examples may include a base metal coating with a polymer coating or a functional group located thereon. In some examples, the coating layer may function to sufficiently retain the outer coating on the ferrimagnetic particle.

C. Изготовление C. Manufacturing

[0062] Ферримагнитные частицы можно изготовлять с помощью любого подходящего способа изготовления наномерных-микромерных магнитных частиц. В качестве примера в патенте США №5648124 раскрыт способ приготовления чувствительных к магнитному полю микрочастиц, и он таким образом включен в данный документ посредством ссылки во всей его полноте. Ферримагнитные частицы можно изготовлять с применением любого подходящего ферримагнитного материала, описанного в данном документе.[0062] Ferrimagnetic particles can be manufactured using any suitable method for manufacturing nanoscale-micrometer magnetic particles. By way of example, US Pat. No. 5,648,124 discloses a process for preparing magnetically sensitive microparticles and is hereby incorporated herein by reference in its entirety. Ferrimagnetic particles can be made using any suitable ferrimagnetic material described herein.

[0063] Например, ферримагнитная частица может быть изготовлена путем добавления сперва ферримагнитных наночастиц в химическую баню. Наночастицы можно инкапсулировать в неорганической матрице из кремнезема, таким образом получая микрочастицу, которая содержит множество ферримагнитных частиц. Затем можно использовать обработку ультразвуком для содействия получению этих частиц в монодиспергированном виде. Хотя матрица из кремнезема упомянута выше, также можно инкапсулировать отдельные ферримагнитные наночастицы или микрочастицы в других неорганических или органических материалах. Например, ферримагнитные наночастицы можно инкапсулировать в SiO2, TiO2, ZnO2, Al2O3, CeO2 или любом подходящем керамическом материале. В качестве дополнительного примера ферримагнитные наночастицы можно инкапсулировать в органическом материале, таком как полиакриловая кислота (PAA), поли(метилакрилат) (PMA), полистирол (PS), дивинилбензол (DVB), поливинилпирролидон (PVP) или поливиниловый спирт (PVA).[0063] For example, a ferrimagnetic particle can be made by first adding ferrimagnetic nanoparticles to a chemical bath. The nanoparticles can be encapsulated in an inorganic silica matrix, thus obtaining a microparticle that contains a plurality of ferrimagnetic particles. Sonication can then be used to help obtain these particles in a monodispersed form. Although the silica matrix is mentioned above, it is also possible to encapsulate individual ferrimagnetic nanoparticles or microparticles in other inorganic or organic materials. For example, ferrimagnetic nanoparticles can be encapsulated in SiO 2 , TiO 2 , ZnO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 or any suitable ceramic material. As a further example, ferrimagnetic nanoparticles can be encapsulated in an organic material such as polyacrylic acid (PAA), poly(methyl acrylate) (PMA), polystyrene (PS), divinylbenzene (DVB), polyvinylpyrrolidone (PVP), or polyvinyl alcohol (PVA).

[0064] В другом примере ферромагнитный материал можно использовать для изготовления ферримагнитных частиц. Магнитные свойства можно изменять путем изменения структуры ферромагнитного материала. Гематит (Fe2O3) представляет собой природный ферромагнетик, когда ему позволяют кристаллизоваться в его чистом виде. Однако, если добавляются примеси, такие как никель и цинк, тогда никель и цинк могут занимать место некоторых атомов железа в кристаллической структуре, таким образом превращая природный ферромагнитный материал в ферримагнитную частицу. Или в другом примере ферромагнитный гематит можно измельчать до размера менее 50 нм, так что каждая частица содержит единственный магнитный домен. В данном виде частица может представлять собой суперпарамагнитную частицу. Иллюстративная ферримагнитная частица может быть выполнена из наночастиц ферримагнитного магнетита размером 50-100 нм, соединенных вместе в кремнеземе или полимере. Данные наночастицы слишком большие, чтобы быть суперпарамагнитными. [0064] In another example, a ferromagnetic material can be used to make ferrimagnetic particles. The magnetic properties can be changed by changing the structure of the ferromagnetic material. Hematite (Fe 2 O 3 ) is a naturally occurring ferromagnet when allowed to crystallize in its pure form. However, if impurities such as nickel and zinc are added, then nickel and zinc can take the place of some of the iron atoms in the crystal structure, thus converting the naturally occurring ferromagnetic material into a ferrimagnetic particle. Or in another example, ferromagnetic hematite can be ground to a size of less than 50 nm such that each particle contains a single magnetic domain. In this form, the particle may be a superparamagnetic particle. An exemplary ferrimagnetic particle may be made from 50-100 nm ferrimagnetic magnetite nanoparticles bonded together in a silica or polymer. These nanoparticles are too large to be superparamagnetic.

II. СИСТЕМАII. SYSTEM

[0065] Идеи настоящего изобретения в общем относятся к способам и системам обработки образца для перемешивания, разделения, фильтрации или иной обработки образца (например, жидкого образца) в контейнере путем использования ферримагнитных частиц по данному раскрытию, которые побуждаются перемещаться под действием магнитного узла, расположенного около контейнера.[0065] The teachings of the present invention generally relate to methods and sample handling systems for mixing, separating, filtering, or otherwise treating a sample (e.g., a liquid sample) in a container by using the ferrimagnetic particles of this disclosure that are induced to move under the action of a magnetic assembly located around the container.

[0066] Таким образом, система обработки образца по данному раскрытию может содержать контейнер, ферримагнитные частицы, магнитный узел, расположенный по периферии контейнера, и управляющий компонент, соединенный с магнитным узлом. Магнитный узел может содержать по меньшей мере одну магнитную конструкцию, причем каждая магнитная конструкция содержит множество электромагнитов, расположенных по периферии контейнера. Каждый электромагнит отдельно управляется управляющим компонентом для создания требуемого магнитного поля в контейнере, эффективного для воздействия на ферримагнитные частицы, например, согласно способу обработки образца, включающему различные стадии. В некоторых примерах магнитный узел может содержать множество магнитных конструкций. Магнитные конструкции могут быть расположены в горизонтальных или по существу горизонтальных слоях. В других примерах магнитные конструкции могут быть расположены в вертикальных или по существу вертикальных слоях. [0066] Thus, the sample processing system of this disclosure may include a container, ferrimagnetic particles, a magnetic assembly located on the periphery of the container, and a control component connected to the magnetic assembly. The magnetic assembly may comprise at least one magnetic structure, each magnetic structure comprising a plurality of electromagnets disposed around the periphery of the container. Each electromagnet is separately controlled by a control component to create the required magnetic field in the container, effective for influencing ferrimagnetic particles, for example, according to a sample processing method including various stages. In some examples, the magnetic assembly may comprise a plurality of magnetic structures. The magnetic structures may be arranged in horizontal or substantially horizontal layers. In other examples, the magnetic structures may be arranged in vertical or substantially vertical layers.

[0067] В еще одних примерах может присутствовать магнитопроницаемая закорачивающая пластина или конструкция ниже, выше и/или между магнитными системами. Магнитопроницаемая закорачивающая пластина сильно снижает энергопотребление путем концентрирования магнитного поля в одном конкретном месте, а не в двух.[0067] In still other examples, a magnetically permeable shorting plate or structure may be present below, above and/or between the magnetic systems. The permeable shorting plate greatly reduces power consumption by concentrating the magnetic field in one specific location instead of two.

[0068] В некоторых примерах система обработки образца может также содержать магнит или электромагнит, способный собирать ферримагнитные частицы в контейнере, с обеспечением тем самым отделения ферримагнитных частиц от образца, находящегося в контейнере.[0068] In some examples, the sample handling system may also include a magnet or electromagnet capable of collecting ferrimagnetic particles in the container, thereby separating the ferrimagnetic particles from the sample in the container.

[0069] Специалистам в данной области техники будет понятно, что контейнер, магнитный узел и управляющий компонент могут быть выполнены любым подходящим образом для создания переменных магнитных полей (например, осциллирующие магнитные поля, вращающиеся магнитные поля) в контейнере. В заявке PCT № PCT/IB2016/057189 Arnold etc. (Арнольда и др.), раскрыты электромагнитные узлы для обработки жидкостей, подходящие для использования в настоящем изобретении, и, таким образом, она включена посредством ссылки в данный документ во всей ее полноте. [0069] Those skilled in the art will appreciate that the container, magnet assembly, and control component may be configured in any suitable manner to create alternating magnetic fields (eg, oscillating magnetic fields, rotating magnetic fields) in the container. In PCT Application No. PCT/IB2016/057189 Arnold etc. (Arnold et al.), fluid handling electromagnetic assemblies suitable for use in the present invention have been disclosed and are hereby incorporated by reference herein in their entirety.

A. КонтейнерA. Container

[0070] Система обработки образца может содержать контейнер, содержащий образец для обработки. Контейнер может в целом представлять собой любой тип контейнера, выполненный с возможностью удерживания образца (например, жидкого образца), таким как лунка для образца, сосуд, резервуар для жидкости или т.п., ограничивающих в нем содержащую жидкость камеру. Как показано на фиг. 2, система 200 обработки образца может содержать контейнер 220. Иллюстративный контейнер 220 может проходить от открытого, верхнего конца (открытого во внешнюю атмосферу) до нижнего, закрытого конца, так что образец в контейнере 220 может загружаться в открытый, верхний конец и/или удаляться из него с помощью одного или более устройств для загрузки/сбора жидкости (не показаны). Специалистам в данной области техники будет понятно, что контейнер может содержать удаляемую крышку, которая может быть соединена с открытым, верхним концом (например, пробирка Эппендорфа) на различных стадиях обработки, например, для предотвращения утечки жидкости, загрязнения и/или испарения. Иллюстративные устройства для загрузки/сбора жидкости могут включать, но без ограничения этим, ручные устройства для загрузки образца (например, пипетка), многоканальные пипеточные устройства, акустические устройства для дозирования жидкости и/или автодозатор, все в качестве неограничивающих примеров. [0070] The sample processing system may include a container containing the sample to be processed. The container may generally be any type of container capable of holding a sample (eg, a liquid sample), such as a sample well, vessel, liquid reservoir, or the like, enclosing a liquid-containing chamber therein. As shown in FIG. 2, the sample processing system 200 may include a container 220. An exemplary container 220 may extend from an open, upper end (open to the outside atmosphere) to a lower, closed end such that the sample in container 220 may be loaded into the open, upper end and/or removed. from it using one or more liquid loading/collecting devices (not shown). Those skilled in the art will appreciate that the container may include a removable lid that can be connected to the open, top end (e.g., Eppendorf tube) at various stages of processing, e.g., to prevent leakage, contamination, and/or evaporation. Exemplary liquid loading/collecting devices may include, but are not limited to, manual sample loading devices (eg, a pipette), multichannel pipetting devices, acoustic liquid dispensing devices, and/or an autosampler, all as non-limiting examples.

[0071] Системы обработки образцов, описанные в данном документе, могут быть выполнены с возможностью обработки образцов в микромасштабе или макромасштабе (включая форматы больших объемов). В общем, макромасштаб включает объемы жидкости в диапазоне миллилитров, тогда как объемы обработки жидкости в микромасштабе включают объемы жидкости в диапазоне менее миллилитра, таком как микролитры, нанолитры или пиколитры. Форматы с большими объемами могут включать обработку объемов жидкости более 1 мл. Например, системы обработки образца согласно различным аспектам идей настоящего изобретения могут быть способны обрабатывать объем жидкости от приблизительно 10 мкл до приблизительно 1 мл и даже больше, включая, например, приблизительно 1,5 мл, приблизительно 2 мл, приблизительно 5 мл, приблизительно 10 мл или больше. Однако с учетом идей настоящего изобретения будет понятно, что системы обработки образца могут обрабатывать любой поддающийся обработке объем жидкости, как описано в данном документе. В другом примере контейнер может быть способен обрабатывать объем жидкости приблизительно от 10 мкл до 500 мкл.[0071] The sample processing systems described herein can be configured to process samples at the microscale or macroscale (including large volume formats). In general, the macro scale includes liquid volumes in the milliliter range, while the micro scale liquid processing volumes include liquid volumes in the sub-milliliter range, such as microliters, nanoliters, or picoliters. Large volume formats may include handling liquid volumes greater than 1 ml. For example, sample processing systems in accordance with various aspects of the teachings of the present invention may be capable of handling fluid volumes from about 10 μl to about 1 ml and even more, including, for example, about 1.5 ml, about 2 ml, about 5 ml, about 10 ml. or more. However, in view of the teachings of the present invention, it will be appreciated that sample handling systems can handle any processable volume of liquid as described herein. In another example, the container may be capable of handling a volume of liquid from about 10 µl to 500 µl.

[0072] Согласно различным аспектам идей настоящего изобретения в системах и способах, описанных в данном документе, могут использоваться контейнеры, которые можно заполнять или частично заполнять различными объемами образца, с обеспечением тем самым снижения или увеличения объема образца, подлежащего обработке, в зависимости, например, от доступности или стоимости образца и/или от требований конкретного анализа. В некоторых аспектах образцы, подлежащие обработке (и реагенты, используемые для их обработки), можно непосредственно добавлять в открытый контейнер (например, посредством автодозатора или пипетки, вставленной в открытый конец контейнера) и можно, аналогично, непосредственно удалять из него (например, посредством компонента для сбора), например, после обработки.[0072] In accordance with various aspects of the teachings of the present invention, the systems and methods described herein can utilize containers that can be filled or partially filled with different volumes of sample, thereby reducing or increasing the volume of sample to be processed, depending on, for example, , the availability or cost of the sample, and/or the requirements of a particular assay. In some aspects, the samples to be processed (and the reagents used to process them) can be directly added to an open container (for example, by means of an autosampler or a pipette inserted into the open end of the container) and can likewise be directly removed from it (for example, by component to collect), for example, after processing.

[0073] В качестве другого примера контейнер может содержать камеру с непрерывным потоком жидкости. В некоторых аспектах, например, контейнер может содержать пробник с открытым отверстием, причем пробник с открытым отверстием содержит трубчатый элемент, впускное отверстие для притока образца и выпускное отверстие для оттока образца и конец, открытый в атмосферу и выполненный таким образом, что приток и отток образца направлены к концу для сохранения постоянного уровня образца. В связанных аспектах пробник с открытым отверстием может быть выполнен с возможностью приема субстрата, содержащего аналит на по меньшей мере части его поверхности, на образец, чтобы вызвать перенос по меньшей мере части аналита с поверхности субстрата на образец. В качестве неограничивающего примера субстрат может представлять собой волокно для твердофазной микроэкстракции (SPME).[0073] As another example, the container may include a continuous fluid flow chamber. In some aspects, for example, the container may comprise an open port probe, wherein the open port probe comprises a tubular member, a sample inlet and a sample outlet, and an end open to the atmosphere and configured such that the sample inflow and outflow pointed towards the end to maintain a constant sample level. In related aspects, an open port probe may be configured to receive a substrate containing an analyte on at least a portion of its surface onto a sample to cause transfer of at least a portion of the analyte from the surface of the substrate to the sample. As a non-limiting example, the substrate may be a solid phase microextraction (SPME) fiber.

[0074] В качестве дополнительного примера пробник с открытым отверстием может содержать трубку с открытым кончиком, который выполнен с возможностью как введения, так и извлечения образца непрерывным образом, обеспечивая постоянный уровень образца в конце. В данном конкретном примере пробник с открытым отверстием может содержать первый цилиндрический элемент, расположенный внутри второго цилиндрического элемента, размещенные в соосной конфигурации. Образец перемещается к концу по кольцевому пространству между двумя цилиндрическими элементами, а затем перемещается из конца по внутреннему цилиндру. Следует принимать во внимание, что, если приток или отток жидкости отсутствует, уровень образца будет оставаться постоянным, и во многих отношениях пробник с открытым отверстием будет работать аналогично другим контейнерам, описанным ранее, таким как сосуд. Пробник с открытым отверстием можно использовать для извлечения аналитов с поверхности субстрата, который входит в контакт с образцом на конце. В нескольких примерах ферримагнитные частицы можно вводить в образец на конце пробника с открытым отверстием и в комбинации с системами обработки образца и магнитными блоками и/или системами, содержащими электромагниты, описанными в данном документе, на ферримагнитные частицы можно воздействовать, чтобы они сопротивлялись оттоку образца из конца и оставались вблизи конца посредством наличия магнитных полей. Кроме того, магнитные узлы и/или конструкции вызывают вращение или перемещение назад и вперед в x-, y- и z-направлениях ферримагнитных частиц, ограниченных наличием магнитных полей. Хотя электромагниты можно выбирать достаточно сильные для предотвращения какого-либо высвобождения ферримагнитных частиц с поверхности кончика, для захвата ферримагнитных частиц также можно использовать постоянный магнит, расположенный ниже по потоку, или электромагнит (не показан), тем самым предотвращая какой-либо дальнейший анализ от загрязнения. [0074] As an additional example, an open port probe may comprise an open tip tube that is configured to both insert and withdraw the sample in a continuous manner, providing a constant level of sample at the end. In this particular example, the open port probe may comprise a first cylindrical element positioned within a second cylindrical element placed in a coaxial configuration. The sample moves towards the end along the annular space between two cylindrical elements and then moves from the end along the inner cylinder. It should be appreciated that if there is no inflow or outflow of fluid, the sample level will remain constant and in many respects the open port probe will operate similarly to other containers previously described, such as a vessel. An open hole probe can be used to extract analytes from the surface of a substrate that comes into contact with the sample at the end. In several examples, ferrimagnetic particles can be introduced into the sample at the end of the open hole probe, and in combination with the sample handling systems and magnetic blocks and/or systems containing electromagnets described herein, the ferrimagnetic particles can be manipulated to resist sample outflow from end and remained near the end by means of the presence of magnetic fields. In addition, magnetic assemblies and/or structures cause rotation or movement back and forth in the x-, y- and z-directions of ferrimagnetic particles, limited by the presence of magnetic fields. Although electromagnets can be chosen strong enough to prevent any release of ferrimagnetic particles from the tip surface, a downstream permanent magnet or electromagnet (not shown) can also be used to capture ferrimagnetic particles, thereby preventing any further analysis from contamination. .

[0075] Хотя цилиндрические элементы были описаны выше при описании трубы, следует понимать, что другие формы с различными формами сечения также можно использовать, включая треугольную, квадратную, прямоугольную или любую другую многостороннюю форму. Магнитные узлы и/или магнитные конструкции, которые содержат электромагниты, можно помещать снаружи металлической трубы, или они могут быть частью самой металлической трубы и быть непосредственно цельными с металлом на кончике или вблизи него.[0075] Although cylindrical elements have been described above in connection with the description of the pipe, it should be understood that other shapes with various sectional shapes can also be used, including triangular, square, rectangular, or any other multi-sided shape. The magnetic assemblies and/or magnetic structures that contain the electromagnets may be placed outside the metal tube, or they may be part of the metal tube itself and directly integral with the metal at or near the tip.

B. Магнитный узелB. Magnetic assembly

[0076] Хотя системы, устройства и способы, описанные в данном документе, можно использовать совместно с многими другими системами обработки образца, иллюстративная система 200 обработки образца показана схематически на ФИГ. 2. Следует понимать, что система 200 обработки образца представляет собой только одну возможную систему обработки образца для использования согласно примерам систем, устройств и способов, описанных в данном документе, и все системы обработки образца и/или их компоненты с другими конфигурациями и рабочими характеристиками можно также использовать согласно системам, устройствам и способам, описанным в данном документе. Как показано на ФИГ. 2, иллюстративная система 200 обработки образца содержит магнитный узел 205, содержащий по меньшей мере одну магнитную конструкцию 210. Магнитная конструкция 210 содержит множество электромагнитов 210a-d. Как обсуждается более подробно ниже, магнитный узел 205 выполнен с возможностью генерирования (создания) переменного магнитного поля или магнитной силы в контейнере 220 и может содержать по меньшей мере одну магнитную конструкцию 210, которая может быть расположена относительно контейнера 220 таким образом, чтобы генерировать в нем магнитное поле. В некоторых примерах магнитный узел 205 может быть выполнен с возможностью генерирования статического магнитного поля с обеспечением тем самым сбора ферримагнитных частиц. Каждая магнитная конструкция 210 может содержать множество электромагнитов 210a-d, причем каждый из множества электромагнитов 210a-d содержит электропроводящую катушку, расположенную вокруг центральной линии, которая проходит в направлении центральной оси магнитной конструкции 210.[0076] Although the systems, devices, and methods described herein can be used in conjunction with many other sample processing systems, an exemplary sample processing system 200 is shown schematically in FIG. 2. It should be understood that the sample processing system 200 is only one possible sample processing system for use in accordance with the examples of systems, devices, and methods described herein, and all sample processing systems and/or components thereof with other configurations and performance characteristics can be also be used according to the systems, devices and methods described in this document. As shown in FIG. 2, an exemplary sample processing system 200 includes a magnet assembly 205 including at least one magnetic structure 210. The magnetic structure 210 includes a plurality of electromagnets 210a-d. As discussed in more detail below, the magnet assembly 205 is configured to generate (create) an alternating magnetic field or magnetic force in the container 220 and may include at least one magnetic structure 210 that can be positioned relative to the container 220 so as to generate in it a magnetic field. In some examples, the magnet assembly 205 may be configured to generate a static magnetic field, thereby collecting ferrimagnetic particles. Each magnetic structure 210 may include a plurality of electromagnets 210a-d, with each of the plurality of electromagnets 210a-d comprising an electrically conductive coil disposed around a center line that extends in the direction of the central axis of the magnetic structure 210.

[0077] Как указано выше, каждая магнитная конструкция 210 магнитного узла 205 может содержать множество электромагнитов 210a-d. Хотя четыре электромагнита 210a-d относятся к магнитной конструкции 210, например, будет понятно, что идеи настоящего изобретения не ограничены таким образом, поскольку можно использовать любое число электромагнитов, способных функционировать согласно различным аспектам идей заявителя. Например, магнитная конструкция 210 может содержать 2 электромагнита, 3 электромагнита, 4 электромагнита, 5 электромагнитов, 6 электромагнитов, 7 электромагнитов, 8 электромагнитов, 9 электромагнитов, 10 электромагнитов или больше. Электромагниты могут включать в себя любой электромагнит, известный специалистам в данной области техники, включая, например, соленоид с ферромагнитным ядром. Электромагниты могут иметь различные формы, включая квадратную, прямоугольную, круглую, эллиптическую или любую другую форму, способную функционировать согласно различным аспектам идей заявителя. Кроме того, в некоторых аспектах можно использовать магнитные линзы, чтобы модифицировать (например, придавать иную форму) магнитное поле, генерируемое электромагнитами в контейнере.[0077] As noted above, each magnetic structure 210 of the magnet assembly 205 may include a plurality of electromagnets 210a-d. Although the four electromagnets 210a-d refer to the magnetic structure 210, for example, it will be understood that the teachings of the present invention are not so limited, as any number of electromagnets capable of functioning in accordance with various aspects of Applicant's teachings may be used. For example, the magnetic structure 210 may include 2 electromagnets, 3 electromagnets, 4 electromagnets, 5 electromagnets, 6 electromagnets, 7 electromagnets, 8 electromagnets, 9 electromagnets, 10 electromagnets, or more. The electromagnets may include any electromagnet known to those skilled in the art, including, for example, a solenoid with a ferromagnetic core. The electromagnets may be of various shapes, including square, rectangular, round, elliptical, or any other shape capable of functioning according to various aspects of Applicant's ideas. In addition, in some aspects, magnetic lenses can be used to modify (eg, reshape) the magnetic field generated by the electromagnets in the container.

[0078] Согласно различным аспектам идей настоящего изобретения магнитная конструкция 210 может быть включена в различные системы 200 обработки образца и устройства для манипуляций с жидкостями. Система обработки образца может содержать, например, одну или множество магнитных конструкций 210, расположенных в горизонтальных или по существу горизонтальных слоях. Кроме того или альтернативно, в некоторых примерах электромагниты различных магнитных конструкций 210 (например, из различных разнесенных по вертикали слоев) можно выборочно заряжать энергией, чтобы обрабатывать различные объемы образца и/или влиять на характеристики магнитного поля, генерируемого магнитным узлом 205. [0078] According to various aspects of the teachings of the present invention, the magnetic structure 210 may be included in various sample handling systems 200 and fluid handling devices. The sample handling system may include, for example, one or more magnetic structures 210 arranged in horizontal or substantially horizontal layers. Additionally or alternatively, in some examples, electromagnets of various magnetic designs 210 (e.g., from various vertically spaced layers) can be selectively energized to process different sample volumes and/or influence the characteristics of the magnetic field generated by magnetic assembly 205.

[0079] Например, магнитный узел 205 может содержать множество магнитных конструкций. Каждая из магнитных конструкций содержит горизонтальный или по существу горизонтальный слой электромагнитов, расположенных в плоскости, перпендикулярной или по существу перпендикулярной вертикальной оси контейнера 220. Как указано числом магнитных конструкций, иллюстративный магнитный узел 205 может содержать ряд разнесенных по вертикали слоев магнитных конструкций, включая 2 магнитные конструкции, 3 магнитные конструкции, 4 магнитные конструкции, 5 магнитных конструкций, 10 магнитных конструкций, 20 магнитных конструкций или больше. Кроме того, будет понятно, что, хотя четыре электромагнита 210a-d изображены как связанные с каждой магнитной системой 210 на ФИГ. 2, идеи настоящего изобретения не ограничены таким образом, поскольку можно использовать любое число электромагнитов, способных функционировать согласно различным аспектам идей заявителя, как дополнительно описано в данном документе. Кроме того, магнитные конструкции каждого слоя не обязательно идентичны. Например, хотя электромагниты слоя в магнитных конструкциях могут быть расположены так, что их центральная линия проходит в направлении контейнера 220, в некоторых аспектах электромагниты в другом слое могут иметь другую конфигурацию. В качестве примера электромагниты слоя в магнитных конструкциях могут быть ориентированы по существу ортогонально (или под другим ненулевым углом) относительно плоскости, содержащей центральную линию электромагнитов.[0079] For example, the magnet assembly 205 may include a variety of magnetic structures. Each of the magnetic structures comprises a horizontal or substantially horizontal layer of electromagnets located in a plane perpendicular or substantially perpendicular to the vertical axis of container 220. As indicated by the number of magnetic structures, exemplary magnet assembly 205 may comprise a number of vertically spaced layers of magnetic structures, including 2 magnetic structures, 3 magnetic structures, 4 magnetic structures, 5 magnetic structures, 10 magnetic structures, 20 magnetic structures or more. In addition, it will be appreciated that although four electromagnets 210a-d are depicted as being associated with each magnet system 210 in FIG. 2, the ideas of the present invention are not limited in this way, as long as any number of electromagnets capable of functioning according to various aspects of the applicant's ideas, as further described herein, can be used. In addition, the magnetic designs of each layer are not necessarily identical. For example, although the electromagnets of a layer in the magnetic structures may be positioned with their center line extending towards the container 220, in some aspects the electromagnets in another layer may have a different configuration. By way of example, layer electromagnets in magnetic structures may be oriented substantially orthogonally (or at another non-zero angle) with respect to a plane containing the center line of the electromagnets.

[0080] Магнитные конструкции могут быть образованы из множества электромагнитов, расположенных вокруг контейнера 220 на одной или более различных высотах по вертикали, причем каждый электромагнит по отдельности управляется для генерирования требуемого переменного магнитного поля (например, осциллирующего магнитного поля, вращающегося магнитного поля) в контейнере 220, эффективного для воздействия на ферримагнитные частицы, расположенные в нем. На основе выборочного приложения электрических сигналов к множеству электромагнитов, окружающих контейнер 220, на ферримагнитные частицы можно воздействовать для обеспечения вращения, кручения, горизонтального движения из стороны в сторону и/или вертикального движения вверх и вниз в жидком образце путем объединенного влияния магнитных полей, генерируемых различными электромагнитами. В качестве примера сигналы, прикладываемые к электромагнитам 210a-d каждой магнитной конструкции 210 (например, в одном горизонтальном слое), могут быть предназначены для генерирования переменных магнитных полей по существу в плоскости x-y, тогда как сигналы, прикладываемые к электромагнитам других магнитных конструкций, могут приводить к переменным магнитным полям, демонстрирующим составляющую в z-направлении или вертикальную составляющую. Таким образом, объединенное влияние множества электромагнитов может обеспечивать магнитное поле в контейнере 220 с различными характеристиками, такими как различные напряженности и/или направленность, чтобы, в качестве неограничивающего примера, быстро и эффективно перемешивать образец и/или захватывать целевые аналиты в образце.[0080] Magnetic structures can be formed from a plurality of electromagnets located around the container 220 at one or more different vertical heights, with each electromagnet individually controlled to generate the desired alternating magnetic field (e.g., oscillating magnetic field, rotating magnetic field) in the container 220, effective for influencing the ferrimagnetic particles located in it. Based on the selective application of electrical signals to a plurality of electromagnets surrounding container 220, the ferrimagnetic particles can be manipulated to cause rotation, torsion, horizontal side-to-side movement, and/or vertical up and down movement in a liquid sample by the combined influence of magnetic fields generated by various electromagnets. As an example, signals applied to electromagnets 210a-d of each magnetic structure 210 (eg, in a single horizontal layer) may be designed to generate alternating magnetic fields substantially in the x-y plane, while signals applied to electromagnets of other magnetic structures may result in alternating magnetic fields exhibiting a z-direction component or a vertical component. Thus, the combined effect of a plurality of electromagnets can provide a magnetic field in container 220 with different characteristics, such as different strengths and/or directions, to, as a non-limiting example, quickly and efficiently mix the sample and/or trap target analytes in the sample.

[0081] В некоторых примерах вертикальное положение одной или более магнитных конструкций 210 может быть регулируемым, например, для обработки различных объемов образца и/или для влияния на характеристику магнитного поля, генерируемого магнитным узлом 205. В качестве примера в некоторых аспектах магнитная конструкция 210 может быть регулируемой по вертикали согласно различным аспектам идей заявителя в зависимости, например, от объема образца в контейнере 220. Будет понятно, например, что положение магнитной конструкции 210 относительно ферримагнитных частиц и/или других магнитных конструкций может влиять на местоположение, напряженность, интенсивность, направление или другие характеристики магнитного поля, генерируемого магнитным узлом 205 в контейнере 220. Таким образом, магнитную конструкцию 210 можно перемещать на различные значения высоты для оптимальной обработки жидкостей различных объемов и/или для изменения характеристик магнитного поля, генерируемого в контейнере 220. Хотя в данном описании выше предусмотрено перемещение одной магнитной конструкции относительно другой магнитной конструкции магнитного узла 205, будет понятно, что любое количество слоев магнитных конструкций 210 можно перемещать путем элемента позиционирования (не показан), который выполнен с возможностью регулирования положения одного или более электромагнитов 210a-d или одной или более магнитных конструкций 210 друг относительно друга и/или для регулирования положения всего магнитного узла 205 относительно контейнера 220. Неограничивающие примеры элементов позиционирования могут включать поворотные приводы, линейные приводы, серводвигатели, электромоторы или т.п. В некоторых примерах объем образца в контейнере 220 можно измерять с помощью измерительного устройства (не показано), так что элемент позиционирования может автоматически регулировать положение одного или более электромагнитов 210a-d и/или магнитных конструкций 210 на основе измеренного объема образца в контейнере 220 и/или требований протокола обработки образца. В некоторых примерах элемент позиционирования может быть выполнен с возможностью регулирования положения одного или более электромагнитов 210a-d и/или магнитных конструкций 210 на основе вводимых пользователем данных, вводимых вручную данных, протокола обработки образца и/или заранее заданного объема. [0081] In some examples, the vertical position of one or more magnetic structures 210 may be adjustable, for example, to handle different sample volumes and/or to influence the characteristics of the magnetic field generated by the magnetic assembly 205. As an example, in some aspects, the magnetic structure 210 may be vertically adjustable in accordance with various aspects of applicant's ideas depending on, for example, the volume of the sample in the container 220. It will be understood, for example, that the position of the magnetic structure 210 relative to ferrimagnetic particles and/or other magnetic structures can affect the location, intensity, intensity, direction or other characteristics of the magnetic field generated by the magnetic assembly 205 in the container 220. Thus, the magnetic structure 210 can be moved to various heights for optimal handling of liquids of different volumes and/or to change the characteristics of the magnetic field generated in the container 220. Although yes As described above for moving one magnetic structure relative to another magnetic structure of the magnet assembly 205, it will be understood that any number of layers of magnetic structures 210 can be moved by a positioning element (not shown) that is configured to adjust the position of one or more electromagnets 210a-d or one or more magnetic structures 210 relative to each other and/or to adjust the position of the entire magnetic assembly 205 relative to the container 220. Non-limiting examples of positioning elements may include rotary actuators, linear actuators, servo motors, electric motors, or the like. In some examples, the volume of the sample in the container 220 can be measured using a measuring device (not shown), so that the positioning element can automatically adjust the position of one or more electromagnets 210a-d and/or magnetic structures 210 based on the measured volume of the sample in the container 220 and/ or requirements of the sample processing protocol. In some examples, the positioning element may be configured to adjust the position of one or more electromagnets 210a-d and/or magnetic structures 210 based on user input, manual input, sample processing protocol, and/or predetermined volume.

[0082] Каждый электромагнит в магнитном узле может генерировать переменное магнитное поле, когда электрический ток, проходящий через соленоид каждого электромагнита, является переменным током. Поскольку ток изменяет направление через катушку соленоида, величина и/или направление получаемого в результате магнитного поля может изменяться. В некоторых примерах каждый электромагнит 210a-d магнитной конструкции 210 может принимать переменный ток, который сдвинут по фазе на заранее определенную величину по сравнению с переменным током, который принимают другие электромагниты магнитной конструкции 210. Таким образом, каждый электромагнит может генерировать переменное магнитное поле. Наложение каждого из генерируемых переменных магнитных полей в контейнере может обеспечивать вращающееся магнитное поле.[0082] Each electromagnet in the magnet assembly can generate an alternating magnetic field when the electric current passing through the solenoid of each electromagnet is an alternating current. As current changes direction through the solenoid coil, the magnitude and/or direction of the resulting magnetic field may change. In some examples, each electromagnet 210a-d of the magnetic structure 210 may receive an alternating current that is out of phase by a predetermined amount compared to the alternating current received by the other electromagnets of the magnetic structure 210. Thus, each electromagnet may generate an alternating magnetic field. The application of each of the generated alternating magnetic fields in the container may provide a rotating magnetic field.

C. Управляющий компонентC. Control Component

[0083] Согласно различным аспектам идей заявителя управляющий компонент может быть соединен с магнитным узлом для управления переменным магнитным полем. Управляющий компонент может быть выполнен с возможностью избирательного приведения в действие электромагнитов магнитного узла посредством приложения одного или более радиочастотных (RF) сигналов, сигналов постоянного тока (DC), сигналов переменного тока (AC) или т.п. В качестве неограничивающего примера в некоторых аспектах управляющий компонент может быть выполнен с возможностью управления магнитным полем, генерируемым каждым из множества электромагнитов, путем приложения сигнала прямоугольной формы (тока) к каждому из множества электромагнитов. Например, сигнал прямоугольной формы может демонстрировать частоту в диапазоне от приблизительно 0,5 Гц до приблизительно 300 Гц или от приблизительно 200 Гц до приблизительно 300 Гц. Альтернативно, в некоторых аспектах управляющий компонент может быть выполнен с возможностью управлять магнитным полем, генерируемым каждым из множества электромагнитов, с помощью сигналов переменного тока, прикладываемых к множеству электромагнитов, демонстрирующих различные задержки по фазе относительно друг друга, чтобы влиять на требуемое перемещение ферримагнитных частиц в образце. Каждый электромагнит может генерировать переменное магнитное поле. Например, сигнал переменного тока, приложенный к электромагниту, может вызывать генерирование осциллирующего магнитного поля или вращающегося магнитного поля. Управляющий компонент может быть выполнен с возможностью регулирования интенсивности магнитного поля.[0083] According to various aspects of the applicant's ideas, the control component may be connected to the magnetic node to control the alternating magnetic field. The control component may be configured to selectively actuate the solenoids of the magnet assembly by applying one or more radio frequency (RF) signals, direct current (DC) signals, alternating current (AC) signals, or the like. As a non-limiting example, in some aspects the control component may be configured to control the magnetic field generated by each of the plurality of electromagnets by applying a square wave signal (current) to each of the plurality of electromagnets. For example, a square wave signal may exhibit a frequency ranging from about 0.5 Hz to about 300 Hz, or from about 200 Hz to about 300 Hz. Alternatively, in some aspects, the control component may be configured to control the magnetic field generated by each of the plurality of electromagnets with AC signals applied to the plurality of electromagnets exhibiting various phase delays relative to each other to influence the desired movement of the ferrimagnetic particles in sample. Each electromagnet can generate an alternating magnetic field. For example, an AC signal applied to an electromagnet may cause an oscillating magnetic field or a rotating magnetic field to be generated. The control component may be configured to control the intensity of the magnetic field.

[0084] В некоторых примерах с помощью управляющего компонента частота может быть настроена относительно чувствительности ферримагнитной частицы. Например, медленно движущиеся ферримагнитные частицы могут требовать более низкую частоту, чтобы они имели больше времени для перемещения к магниту, тогда как быстро движущиеся ферримагнитные частицы требуют более высокой частоты, чтобы они не сразу же перемещались к стенкам контейнера. Величина скорости частиц может зависеть от нескольких переменных, например, магнитной чувствительности материала ядра, процентного содержания магнитного материала в ядре, размера частиц и вязкости жидкости (помимо других переменных). В качестве примера ферримагнитные частицы с размерами от приблизительно 1 мкм до приблизительно 2 мкм можно подвергать воздействию магнитных полей, настроенных на частоту, составляющую приблизительно 200 Гц. В некоторых примерах можно использовать значительно более высокие частоты, чтобы вызвать вибрацию шариков, а не их перемешивание по кругу, что можно использовать для фрагментирования ДНК.[0084] In some examples, using the control component, the frequency can be adjusted relative to the sensitivity of the ferrimagnetic particle. For example, slow moving ferrimagnetic particles may require a lower frequency so that they have more time to travel to the magnet, while fast moving ferrimagnetic particles require a higher frequency so that they do not immediately travel to the walls of the container. The magnitude of the particle velocity may depend on several variables, such as the magnetic sensitivity of the core material, the percentage of magnetic material in the core, particle size, and fluid viscosity (among other variables). By way of example, ferrimagnetic particles ranging in size from about 1 µm to about 2 µm can be subjected to magnetic fields tuned to a frequency of about 200 Hz. In some examples, significantly higher frequencies can be used to cause the beads to vibrate rather than to shuffle around, which can be used to fragment DNA.

[0085] В некоторых примерах управляющий компонент может быть выполнен с возможностью управления магнитным полем, генерируемым каждым из множества электромагнитов, путем приложения сигнала прямоугольной формы или синусоидальной формы к каждому из множества электромагнитов. Сигнал как прямоугольной формы, так и синусоидальной формы может вызывать аналогичные эффекты в ферримагнитных частицах, однако, различные формы сигналов имеют различные значения потребления уровней мощности в устройстве. Это может быть пригодно при минимизации выработки тепла и потребления электроэнергии устройством.[0085] In some examples, the control component may be configured to control the magnetic field generated by each of the plurality of electromagnets by applying a square wave or sinusoidal waveform to each of the plurality of electromagnets. Both a square wave and a sinusoidal waveform can cause similar effects in ferromagnetic particles, however, different waveforms have different power consumption levels in the device. This may be useful in minimizing the heat generation and power consumption of the device.

[0086] Управляющий компонент может быть выполнен с возможностью побуждать электромагниты генерировать магнитное поле определенной интенсивности. Как описано в данном документе, диапазон интенсивности поля может быть таким же диапазоном, что и у любого электромагнита, при условии, что он способен обеспечивать перемещение частиц. В одном примере магнитное поле имеет интенсивность от приблизительно 10 мТл до приблизительно 100 мТл или от приблизительно 20 мТл до приблизительно 80 мТл, или от приблизительно 30 мТл до приблизительно 50 мТл. В некоторых примерах можно использовать более мощные электромагниты для перемешивания намного менее чувствительных микрочастиц. Однако из-за потребления мощности и необходимости установки рядом с небольшими пробирками и микротитровальными планшетами более мощные электромагниты нецелесообразны при определенных обстоятельствах. Поле может быть сфокусировано в образце, насколько это возможно. Также электромагниты могут находиться настолько близко к образцу, насколько это возможно, поскольку напряженность магнитного поля снижается пропорционально квадрату расстояния. В еще одних примерах управляющий компонент может быть выполнен с возможностью генерирования магнитного поля интенсивностью от приблизительно 15 мТл для сильно чувствительных ферримагнитных частиц до приблизительно 90 мТл в течение короткого времени для встряхивания ферримагнитных частиц. Интенсивность магнитного поля может находиться в диапазоне от 25 мТл до 40 мТл. [0086] The control component may be configured to cause the electromagnets to generate a magnetic field of a certain intensity. As described herein, the field intensity range can be the same range as any electromagnet, as long as it is capable of moving the particles. In one example, the magnetic field has an intensity of about 10 mT to about 100 mT, or about 20 mT to about 80 mT, or about 30 mT to about 50 mT. In some examples, more powerful electromagnets can be used to stir much less sensitive microparticles. However, due to the power consumption and the need to be installed next to small tubes and microtiter plates, more powerful electromagnets are not practical under certain circumstances. The field can be focused in the pattern as much as possible. Also, electromagnets can be placed as close to the sample as possible, since the magnetic field strength decreases with the square of the distance. In still other examples, the control component may be configured to generate a magnetic field of about 15 mT for highly sensitive ferrimagnetic particles to about 90 mT for a short time to shake the ferrimagnetic particles. The intensity of the magnetic field can be in the range from 25 mT to 40 mT.

[0087] Иллюстративный управляющий компонент может представлять собой усилитель класса D, который использует широтно-импульсную модуляцию для управления напряжением на уровне 22 кГц для создания синусоидального тока 300 Гц. В некоторых примерах можно использовать другие подходящие типы усилителей, способных создавать соответствующую форму сигнала тока. Усилитель класса D может работать наилучшим образом и создавать наименьшее количество акустического шума при использовании синусоидальных токов, а не токов с квадратной формой и токов с треугольной формой.[0087] An exemplary control component may be a class D amplifier that uses pulse width modulation to drive a voltage at 22 kHz to produce a 300 Hz sinusoidal current. In some examples, other suitable types of amplifiers capable of producing an appropriate current waveform may be used. A Class D amplifier can perform best and generate the least amount of acoustic noise when using sinusoidal currents rather than square wave and triangular wave currents.

[0088] В некоторых примерах управляющий компонент может генерировать токи в электромагнитах, так что электромагнит имеет собственную индуктивность от приблизительно 10 мГн до приблизительно 50 мГн. В других примерах электромагнит может иметь собственную индуктивность от приблизительно 2 мГн до приблизительно 15 мГн.[0088] In some examples, the control component may generate currents in the electromagnets such that the electromagnet has an intrinsic inductance of about 10 mH to about 50 mH. In other examples, the electromagnet may have a self-inductance of from about 2 mH to about 15 mH.

[0089] В некоторых аспектах сигналы постоянного тока могут быть эффективными для обособления электромагнитов (например, оттягивания ферримагнитных частиц к одной стороне и/или вертикальному уровню контейнера), так что, в качестве неограничивающего примера, образец или часть образца может быть извлечена из контейнера без удаления ферримагнитных частиц.[0089] In some aspects, DC signals may be effective in isolating electromagnets (e.g., drawing ferrimagnetic particles to one side and/or vertical level of a container) so that, as a non-limiting example, a sample or portion of a sample can be removed from the container without removal of ferrimagnetic particles.

[0090] В некоторых аспектах упомянутая по меньшей мере одна форма сигнала переменного тока, приложенная к каждому из множества электромагнитов, может демонстрировать задержку по фазе относительно сигналов другого множества электромагнитов. Например, задержка по фазе может представлять собой задержку по фазе на 30°, задержку по фазе на 60°, задержку по фазе на 90°, задержку по фазе на 120°, задержку по фазе на 150°, задержку по фазе на 180°, задержку по фазе на 210°, задержку по фазе на 240°, задержку по фазе на 270°, задержку по фазе на 300°, задержку по фазе на 330°, задержку по фазе на 360° и любым значением или диапазоном между любыми двумя из этих значений (включая конечные точки). В одном аспекте, например, сигнал управления, приложенный к четырем электромагнитам в каждой магнитной конструкции (например, в каждом горизонтальном слое), может содержать сигнал переменного тока, демонстрирующий сдвиг на ± 90° относительно соседних электромагнитов в этом слое, и/или сигнал управления, приложенный к четырем электромагнитам в каждой магнитной конструкции, может содержать сигнал переменного тока, демонстрирующий сдвиг на ± 90° относительно его соседнего по вертикали электромагнита в другой магнитной конструкции (например, в другом горизонтальном слое). В некоторых примерах переменное магнитное поле, генерируемое магнитным узлом, может представлять собой вращающееся магнитное поле. Сигнал переменного тока, приложенный к каждому из множества электромагнитов, имеющий задержку по фазе, может вызывать образование вращающегося магнитного поля. В некоторых примерах вращающееся магнитное поле может представлять собой магнитное поле, которое имеет движущиеся полярности, в котором его противоположные полюса вращаются вокруг центральной точки или оси. Специалистам в данной области будет понятно, что формы сигналов переменного тока не обязательно должны быть центрированы относительно 0 A.[0090] In some aspects, said at least one AC waveform applied to each of a plurality of electromagnets may exhibit a phase delay relative to signals from another plurality of electromagnets. For example, the phase delay can be 30° phase delay, 60° phase delay, 90° phase delay, 120° phase delay, 150° phase delay, 180° phase delay, 210° phase delay, 240° phase delay, 270° phase delay, 300° phase delay, 330° phase delay, 360° phase delay, and any value or range between any two of these values (including endpoints). In one aspect, for example, a control signal applied to four electromagnets in each magnetic structure (for example, in each horizontal layer) may comprise an AC signal exhibiting a ±90° shift relative to adjacent electromagnets in that layer, and/or a control signal , applied to four electromagnets in each magnetic structure, may contain an AC signal exhibiting a ±90° shift relative to its vertically adjacent electromagnet in another magnetic structure (eg, in another horizontal layer). In some examples, the alternating magnetic field generated by the magnetic assembly may be a rotating magnetic field. An alternating current signal applied to each of the plurality of electromagnets, having a phase delay, may cause a rotating magnetic field to be generated. In some examples, a rotating magnetic field may be a magnetic field that has moving polarities, in which its opposite poles rotate around a center point or axis. Those skilled in the art will appreciate that AC waveforms need not be centered around 0 A.

[0091] На ФИГ. 3 показана иллюстративная плотность энергии магнитного поля между соседними электромагнитами. График включает плотность энергии магнитного поля между 210a и 210c, 210c и 210d, 210d и 210b, а также 210b и 210a. По оси x графика приведены радианы, тогда как по оси y приведена плотность энергии магнитного поля в мТл. Сигнал переменного тока, приложенный к каждому из множества электромагнитов управляющим компонентом, описанным в данном документе, может создавать переменные магнитные поля. В данном примере плотность энергии магнитного поля между 210a и 210c может составлять 25 мТл при 0 радиан. Плотность энергии магнитного поля между этими двумя электромагнитами колеблется в виде синусоидальной волны, как показано на ФИГ. 3. Плотность энергии магнитного поля может колебаться между каждыми из соседних электромагнитов. [0091] FIG. 3 shows an exemplary magnetic field energy density between adjacent electromagnets. The graph includes magnetic field energy density between 210a and 210c, 210c and 210d, 210d and 210b, and 210b and 210a. The x-axis of the graph shows radians, while the y-axis shows the energy density of the magnetic field in mT. An AC signal applied to each of the plurality of electromagnets by the control component described herein can create alternating magnetic fields. In this example, the energy density of the magnetic field between 210a and 210c could be 25 mT at 0 radians. The energy density of the magnetic field between these two electromagnets oscillates in a sinusoidal wave pattern as shown in FIG. 3. The energy density of the magnetic field can fluctuate between each of the adjacent electromagnets.

[0092] Снова со ссылкой на ФИГ. 2 иллюстративная система 200 обработки образца дополнительно содержит управляющий компонент 230, функционально соединенный с магнитным узлом 205 и выполненный с возможностью управления переменными магнитными полями (например, осциллирующими магнитными полями, вращающимися магнитными полями), генерируемыми множеством электромагнитов 210a-d. В различных аспектах управляющий компонент 230 может быть выполнен с возможностью управления одним или более источниками питания (не показаны), выполненными с возможностью подачи электрического сигнала на множество электромагнитов 210a-d.[0092] Referring again to FIG. 2, exemplary sample processing system 200 further includes a control component 230 operatively coupled to magnet assembly 205 and configured to control alternating magnetic fields (eg, oscillating magnetic fields, rotating magnetic fields) generated by a plurality of electromagnets 210a-d. In various aspects, control component 230 may be configured to control one or more power supplies (not shown) configured to provide an electrical signal to a plurality of electromagnets 210a-d.

[0093] В некоторых примерах управляющий компонент 230 может работать, регулируя магнитное поле, генерируемое каждым из электромагнитов 210a-d, путем управления амплитудой, частотой и направлением электрического тока, проходящего через соленоид каждого из электромагнитов 210a-d. В некоторых примерах электрический сигнал может быть в виде радиочастотных (RF) сигналов, постоянного тока, переменного тока (например, прямоугольной формы сигнала) или т.п. Конечно, будет понятно, что в данном документе рассматривается любой тип электрического тока, способного функционировать согласно различным аспектам идей заявителя для способствования перемешиванию жидкого образца. В качестве примера к одному или более электромагнитам тока может дополнительно или альтернативно прикладываться сигнал постоянного, чтобы притянуть магнитные частицы к одной или более сторонам контейнера (и из объема жидкости) с тем, чтобы, в качестве неограничивающего примера, помочь в переносе жидкости из контейнера после стадии перемешивания и/или предотвратить удаление магнитных частиц.[0093] In some examples, the control component 230 may operate to regulate the magnetic field generated by each of the electromagnets 210a-d by controlling the amplitude, frequency, and direction of the electric current passing through the solenoid of each of the electromagnets 210a-d. In some examples, the electrical signal may be in the form of radio frequency (RF) signals, direct current, alternating current (eg, square wave), or the like. Of course, it will be appreciated that this document is contemplating any type of electrical current capable of operating according to various aspects of Applicant's ideas to aid in mixing a liquid sample. As an example, a DC signal may additionally or alternatively be applied to one or more current electromagnets to attract magnetic particles to one or more sides of the container (and out of the liquid volume) so as to, as a non-limiting example, assist in transferring liquid from the container after mixing step and/or prevent the removal of magnetic particles.

[0094] В различных аспектах каждый электромагнит 210a-d в магнитной конструкции 210 может отдельно контролироваться и приводиться в действие управляющим компонентом 230. Например, управляющий компонент 230 может подавать RF-сигналы или электрические сигналы переменного тока с различными фазами на каждый из одного или более электромагнитов, так что один или более из электромагнитов генерируют различное магнитное поле относительно других электромагнитов. Множество электромагнитов 210a-d может располагаться в различных местах относительно контейнера 220, таким образом ориентация магнитного поля, генерируемого каждым электромагнитом, может отличаться, даже когда к ним прикладывается одинаковый электрический сигнал. Например, поскольку пары электромагнитов могут быть расположены на противоположных сторонах контейнера, магнитное поле, создаваемое электродом в каждой паре, может быть ориентировано в одинаковом направлении.[0094] In various aspects, each electromagnet 210a-d in magnetic structure 210 may be separately controlled and actuated by control component 230. For example, control component 230 may provide RF signals or AC electrical signals with different phases to each of one or more electromagnets such that one or more of the electromagnets generates a different magnetic field relative to the other electromagnets. The plurality of electromagnets 210a-d may be located at different locations relative to the container 220, such that the orientation of the magnetic field generated by each electromagnet may be different even when the same electrical signal is applied to them. For example, since the pairs of electromagnets may be located on opposite sides of the container, the magnetic field generated by the electrode in each pair may be oriented in the same direction.

[0095] Таким образом, магнитное поле, генерируемое магнитным узлом 205 в контейнере 220, может быстро и эффективно регулироваться для управления перемещением ферримагнитных частиц в образце. В некоторых примерах электрические сигналы и их характеристики (например, сдвиги по фазе, частота, амплитуда) можно применять к различным электромагнитам согласно протоколу обработки образца. С учетом идей настоящего изобретения будет понятно, что магнитный узел 205 можно использовать для управления ферримагнитными частицами в образце в различных процессах, включая, но без ограничения этим, анализы белков, дериватизацию образца (например, дериватизация стероидов, дериватизация образца для газовой хроматографии и т.п.) и/или очистку и обессоливание образца. После этой обработки обработанные образцы (например, жидкости (текучие среды)) можно поставлять в различное аналитическое оборудование (не показано), такое как масс-спектрометр (MS) или любой другой подходящий анализатор, описанный в данном документе, для анализа.[0095] Thus, the magnetic field generated by the magnetic assembly 205 in the container 220 can be quickly and efficiently controlled to control the movement of the ferrimagnetic particles in the sample. In some examples, electrical signals and their characteristics (eg, phase shifts, frequency, amplitude) can be applied to various electromagnets according to a sample processing protocol. In view of the teachings of the present invention, it will be understood that the magnetic assembly 205 can be used to manipulate the ferrimagnetic particles in a sample in a variety of processes, including, but not limited to, protein analyses, sample derivatization (e.g., steroid derivatization, sample derivatization for gas chromatography, etc.). etc.) and/or cleaning and desalting the sample. After this treatment, processed samples (eg, liquids (fluids)) can be supplied to various analytical equipment (not shown), such as a mass spectrometer (MS) or any other suitable analyzer described herein, for analysis.

[0096] В различных аспектах управляющий компонент может представлять собой любой тип устройства и/или электрического компонента, способный приводить в действие электромагнит. Например, в некоторых аспектах управляющий компонент может содержать или быть соединен с логическим устройством (не показано) и/или запоминающим устройством, такими как вычислительное устройство, выполненное с возможностью выполнения приложения, выполненного с возможностью обеспечения команд для управления электромагнитами магнитной(магнитных) системы(систем) 145. В некоторых примерах приложение может обеспечивать команды на основе вводимых оператором данных и/или обратной связи от системы 200 обработки образца. В некоторых примерах приложение может включать и/или запоминающее устройство может быть выполнено с возможностью хранения одного или более протоколов обработки образца для выполнения управляющим компонентом. [0096] In various aspects, the control component may be any type of device and/or electrical component capable of driving an electromagnet. For example, in some aspects, the control component may comprise or be connected to a logic device (not shown) and/or a storage device, such as a computing device, configured to execute an application configured to provide instructions for controlling the electromagnets of the magnetic system(s). systems) 145. In some examples, the application may provide commands based on operator input and/or feedback from the sample processing system 200. In some examples, the application may include and/or a storage device may be configured to store one or more sample processing protocols for execution by the control component.

[0097] В различных связанных аспектах система обработки образца может включать по меньшей мере одно запоминающее устройство, функционально связанное с контроллером, выполненным, например, с возможностью хранения по меньшей мере одного протокола обработки образца для выполнения контроллером. В некоторых аспектах система может быть выполнена с возможностью обработки по меньшей мере одной жидкости путем ее перемешивания. В некоторых аспектах система может быть выполнена с возможностью обработки по меньшей мере одной жидкости путем выполнения разделения жидкости для захвата по меньшей мере одного целевого аналита в по меньшей мере одной жидкости. [0097] In various related aspects, the sample processing system may include at least one storage device operatively associated with the controller, configured, for example, to store at least one sample processing protocol for execution by the controller. In some aspects, the system may be configured to process at least one liquid by mixing it. In some aspects, the system may be configured to process at least one fluid by performing fluid separation to capture at least one target analyte in at least one fluid.

[0098] В некоторых примерах управляющий компонент может быть выполнен с возможностью выполнения размагничивания. Размагничивание представляет собой процесс снижения и/или устранения остаточного магнитного поля. Управляющий компонент может быть выполнен с возможностью выполнения умеренного размагничивания для дополнительного снижения величины остаточной намагниченности в ферримагнитных частицах.[0098] In some examples, the control component may be configured to perform degaussing. Degaussing is the process of reducing and/or eliminating the residual magnetic field. The control component may be configured to perform moderate demagnetization to further reduce the amount of remanence in the ferrimagnetic particles.

D. Компонент для сбораD. Component to collect

[0099] В некоторых примерах компонент для сбора может располагаться по периферии контейнера. Компонент для сбора может быть способным собирать ферримагнитные частицы в контейнере, с обеспечением тем самым отделения ферримагнитных частиц от образца.[0099] In some examples, the collection component may be located around the periphery of the container. The collection component may be capable of collecting the ferrimagnetic particles in the container, thereby separating the ferrimagnetic particles from the sample.

[00100] Компонент для сбора может предусматривать магнит. Например, компонент для сбора может предусматривать магнит, содержащий ферромагнитный материал. В некоторых примерах компонент для сбора может подводиться к периферии контейнера после перемешивания ферримагнитных частиц в образце.[00100] The collection component may include a magnet. For example, the collection component may include a magnet containing a ferromagnetic material. In some examples, the collection component may be brought to the periphery of the container after the ferrimagnetic particles have been mixed in the sample.

[00101] В некоторых примерах компонент для сбора может представлять собой электромагнит. Электромагнит может быть функционально связан с управляющим компонентом, при этом управляющий компонент способен управлять электромагнитом. Электромагнит может принимать электрический сигнал постоянного тока от управляющего компонента с обеспечением тем самым генерирования статического магнитного поля. Ферримагнитными частицами можно манипулировать, перемещая конкретную область в контейнере под действием приложенного статического магнитного поля.[00101] In some examples, the collection component may be an electromagnet. The electromagnet may be operatively coupled to the control component, wherein the control component is capable of controlling the electromagnet. The electromagnet may receive a DC electrical signal from the control component, thereby generating a static magnetic field. Ferrimagnetic particles can be manipulated by moving a specific area in the container under the influence of an applied static magnetic field.

[00102] В других примерах компонент для сбора может представлять собой магнитный узел. Например, один или более электромагнитов магнитной конструкции могут принимать электрический сигнал постоянного тока от управляющего компонента с обеспечением тем самым генерирования статического магнитного поля. Ферримагнитными частицами можно манипулировать, перемещая конкретную область в контейнере под действием приложенного статического магнитного поля. [00102] In other examples, the collection component may be a magnetic assembly. For example, one or more electromagnets of magnetic design may receive a DC electrical signal from a control component, thereby generating a static magnetic field. Ferrimagnetic particles can be manipulated by moving a specific area in the container under the influence of an applied static magnetic field.

E. АнализаторE. Analyzer

[00103] Система обработки образца может также содержать анализатор. В некоторых примерах анализатор может быть расположен рядом с магнитным узлом. В других примерах анализатор может быть функционально связан с контейнером. Специалистам в данной области будет понятно, что можно использовать любой подходящий анализатор для анализа аналита или образца. Анализатор может включать любой подходящий прибор, который способен анализировать образец, такой как биологический образец. Примеры анализаторов включают масс-спектрометры, иммуноанализаторы, гематологические анализаторы, микробиологические анализаторы и/или анализаторы для молекулярной биологии. В заявке PCT № PCT/US2018/033927 раскрыта встроенная система обработки образца с возможностью множественного детектирования, и, таким образом, она включена посредством ссылки в данный документ во всей ее полноте.[00103] The sample handling system may also include an analyzer. In some examples, the analyzer may be located adjacent to the magnetic assembly. In other examples, a parser may be operably linked to a container. Those skilled in the art will appreciate that any suitable analyzer may be used to analyze the analyte or sample. The analyzer may include any suitable instrument that is capable of analyzing a sample, such as a biological sample. Examples of analyzers include mass spectrometers, immunoanalyzers, hematology analyzers, microbiological analyzers, and/or molecular biology analyzers. PCT Application No. PCT/US2018/033927 discloses an inline sample processing system with multiple detection capability and is hereby incorporated by reference herein in its entirety.

[00104] В некоторых примерах анализатор может представлять собой иммуноанализатор, используемый для детектирования метки (хемилюминесцентной, электрохемилюминесцентной, флуоресцентной, радиоактивного изотопа, ДНК и т.п.) или в котором используется система без меток. Другие типы анализаторов могут включать гематологические анализаторы, микробиологические анализаторы, анализаторы химического состава, анализаторы мочи, биохимические анализаторы и/или анализаторы для молекулярной биологии. При анализе биологического образца один или более из этих типов анализаторов в любой подходящей комбинации можно использовать для анализа биологического образца.[00104] In some examples, the analyzer may be an immunoassay analyzer used to detect a label (chemiluminescent, electrochemiluminescent, fluorescent, radioactive isotope, DNA, etc.) or which uses a labelless system. Other types of analyzers may include hematology analyzers, microbiology analyzers, chemistry analyzers, urine analyzers, biochemistry analyzers, and/or molecular biology analyzers. When analyzing a biological sample, one or more of these types of analyzers, in any suitable combination, can be used to analyze the biological sample.

[00105] Гематологический анализатор можно использовать для выполнения общего анализа крови, определения скорости оседания эритроцитов (СОЭ) и/или анализа свертываемости крови. В автоматических устройствах для подсчета клеток отбирается кровь и определяются количественно, классифицируются и описываются популяции клеток с помощью как электрических, так и оптических методик.[00105] A hematology analyzer can be used to perform a complete blood count, an erythrocyte sedimentation rate (ESR), and/or a blood coagulation test. In automatic cell counting devices, blood is drawn and cell populations are quantified, classified and described using both electrical and optical techniques.

[00106] Микробиологический анализатор может работать как средство диагностики для определения идентичности биологического организма. В некоторых примерах микробиологический анализатор может определять инфицирующий микроорганизм. Такие анализаторы могут использовать биохимические вещества во множестве небольших тестовых микролунок для образца в центробежных роторах, которые содержат различные субстраты, или в многолуночных планшетах в зависимости от типа проводимого теста. [00106] A microbiological analyzer can operate as a diagnostic tool to determine the identity of a biological organism. In some examples, the microbiological analyzer can detect the infecting microorganism. Such analyzers can use biochemicals in many small sample microwells in centrifugal rotors that contain a variety of substrates or in multiwell plates, depending on the type of test being performed.

[00107] Анализатор для молекулярной биологии может представлять собой устройство, которое может анализировать биологический образец на его молекулярном уровне. Пример анализатора для молекулярной биологии может включать анализатор нуклеиновых кислот, такой как ДНК-анализатор.[00107] A molecular biology analyzer may be a device that can analyze a biological sample at its molecular level. An example of a molecular biology analyzer may include a nucleic acid analyzer, such as a DNA analyzer.

[00108] Анализатор химического состава может проводить анализы на клинических образцах, таких как сыворотка крови, плазма крови, моча и спинномозговая жидкость, детектируя присутствие аналитов, относящихся к заболеванию, или наркотических веществ. В анализаторе химического состава может использоваться фотометрия. При фотометрии образец смешивается с соответствующим реагентом для обеспечения протекания реакции, которая приводит к изменению цвета. Концентрация аналита определяет насыщенность получаемого цвета. Фотометр испускает свет соответствующей длины волны на образец и измеряет количество поглощенного света, что непосредственно коррелирует с концентрацией аналита в образце. Другой аналитический метод, используемый в анализаторе химического состава, представляет собой использование ион-селективных электродов (ISE) для измерения ионов, таких как Na+, K+, C1- и Li+. ISE является датчиком, который определяет концентрацию ионов в растворе путем измерения протекающего тока через ионоселективную мембрану.[00108] The chemistry analyzer can perform analyzes on clinical samples such as blood serum, blood plasma, urine, and cerebrospinal fluid, detecting the presence of disease-related analytes or drugs. The chemical composition analyzer may use photometry. In photometry, the sample is mixed with an appropriate reagent to allow a reaction to occur that results in a color change. The concentration of the analyte determines the saturation of the resulting color. The photometer emits light of the appropriate wavelength onto the sample and measures the amount of light absorbed, which directly correlates with the analyte concentration in the sample. Another analytical method used in a chemical composition analyzer is the use of ion selective electrodes (ISE) to measure ions such as Na + , K + , C1 - and Li + . The ISE is a sensor that determines the concentration of ions in a solution by measuring the current flowing through an ion selective membrane.

[00109] «Масс-спектрометр» представляет собой прибор, который может измерять массы и относительные концентрации атомов и молекул. В одном примере масс-спектрометра прикладывается основная магнитная сила к движущейся заряженной частице. В общем, прибор ионизирует образец, а затем отклоняет ионы в магнитном поле на основе отношения массы к заряду иона. Масс-спектр можно затем использовать для определения элементного или изотопного состава образца, масс частиц и молекул и объяснения химических структур молекул, таких как пептиды и другие химические соединения. Коммерчески доступные масс-спектрометры можно подразделять на основе того, как они осуществляют сортировку по массе, включая пролетное время, квадрупольную MS, ионные ловушки (включая 3D-квадруполь, цилиндрические ионные ловушки, линейные квадрупольные ионные ловушки, орбитальные ловушки), ионный циклотронный резонанс с Фурье-преобразованием (FTMS) и т.п. Альтернативно их можно подразделять на основе источника ионов (лазерная десорбция, матрично-активированная лазерная десорбция, термическая ионизация, плазма, искровой источник и т.п.) или детекторов (электронные умножители (такие как цилиндр Фарадея и детекторы ион-фотон), индуктивные детекторы и т.п.). В одном примере масс-спектрометр может представлять собой трехквадрупольный масс-спектрометр. [00109] A "mass spectrometer" is an instrument that can measure the masses and relative concentrations of atoms and molecules. In one example of a mass spectrometer, a primary magnetic force is applied to a moving charged particle. In general, the instrument ionizes the sample and then deflects the ions in a magnetic field based on the mass-to-charge ratio of the ion. The mass spectrum can then be used to determine the elemental or isotopic composition of the sample, the masses of particles and molecules, and to explain the chemical structures of molecules such as peptides and other chemical compounds. Commercially available mass spectrometers can be classified based on how they perform mass sorting, including time of flight, quadrupole MS, ion traps (including 3D quadrupole, cylindrical ion traps, linear quadrupole ion traps, orbital traps), ion cyclotron resonance with Fourier transform (FTMS), etc. Alternatively, they can be classified based on ion source (laser desorption, matrix-assisted laser desorption, thermal ionization, plasma, spark source, etc.) or detectors (electron multipliers (such as Faraday cup and ion-photon detectors), inductive detectors etc.). In one example, the mass spectrometer may be a triple quadrupole mass spectrometer.

III. СПОСОБIII. WAY

[00110] Способ обработки образца можно осуществлять с применением ферримагнитных частиц по данному раскрытию. Способы по данному раскрытию включают обеспечение контейнера, содержащего ферримагнитные частицы и образец. Контейнер затем подвергают действию переменного магнитного поля, генерируемого магнитным узлом. Образец затем обрабатывают путем перемещения ферримагнитных частиц в контейнере. В некоторых примерах переменное магнитное поле может представлять собой вращающееся магнитное поле. В других примерах переменное магнитное поле может представлять собой осциллирующее магнитное поле.[00110] The sample processing method can be carried out using the ferrimagnetic particles of this disclosure. The methods of this disclosure include providing a container containing ferrimagnetic particles and a sample. The container is then subjected to an alternating magnetic field generated by a magnetic assembly. The sample is then processed by moving the ferrimagnetic particles in a container. In some examples, the alternating magnetic field may be a rotating magnetic field. In other examples, the alternating magnetic field may be an oscillating magnetic field.

[00111] В некоторых примерах, поскольку ферримагнитные частицы перемещаются в контейнере, ферримагнитные частицы могут связываться с клетками, расположенными в образце. После связывания ферримагнитных частиц с клетками, ферримагнитные частицы могут продолжать перемещаться из-за действия переменного магнитного поля, генерируемого магнитным узлом. Таким образом, клетка может перемещаться по всему образцу. В других примерах ферримагнитные частицы могут связываться с клетками для сбора/концентрирования клеток, как описано в данном документе. В еще одних примерах ферримагнитные частицы могут связываться с поверхностными молекулами клеток для идентификации клеток. Ферримагнитные частицы также можно использовать для того, чтобы вытягивать связанные поверхностные молекулы из клеточной мембраны. Аналогичный процесс можно использовать для модификации клеток.[00111] In some examples, as the ferrimagnetic particles move in the container, the ferrimagnetic particles can bind to cells located in the sample. After the ferrimagnetic particles bind to the cells, the ferrimagnetic particles can continue to move due to the action of the alternating magnetic field generated by the magnetic assembly. Thus, the cell can move throughout the sample. In other examples, ferrimagnetic particles can be associated with cells to collect/concentrate cells, as described in this document. In still other examples, ferrimagnetic particles can bind to cell surface molecules to identify cells. Ferrimagnetic particles can also be used to draw bound surface molecules from the cell membrane. A similar process can be used to modify cells.

[00112] В других примерах ферримагнитные частицы можно использовать для прокола клеточной мембраны или клеточной стенки с доставкой частиц или реагентов внутрь клетки или ядра (физическая пермеабилизация клеточных мембран, а не обусловленная действием реагентов). Кроме того, ферримагнитные частицы можно использовать для физического разделения на части живых или мертвых клеток или компонентов клеток. Кроме того, ферримагнитные частицы можно использовать для селективного разрушения одного типа клеток относительно другого. В некоторых примерах ферримагнитные частицы можно использовать для разделения на части больших молекул, таких как ДНК/РНК, посредством столкновений между ферримагнитными частицами и большими молекулами. В других примерах ферримагнитные частицы можно использовать для ускорения повторного суспендирования лиофилизированных реагентов или частиц.[00112] In other examples, ferrimagnetic particles can be used to puncture a cell membrane or cell wall to deliver particles or reagents into the cell or nucleus (physical permeabilization of cell membranes, not due to the action of reagents). In addition, ferrimagnetic particles can be used to physically separate living or dead cells or cell components. In addition, ferrimagnetic particles can be used to selectively destroy one type of cell relative to another. In some examples, ferrimagnetic particles can be used to separate large molecules, such as DNA/RNA, through collisions between ferrimagnetic particles and large molecules. In other examples, ferrimagnetic particles can be used to promote resuspension of lyophilized reagents or particles.

[00113] После воздействия на контейнер переменного магнитного поля ферримагнитные частицы можно собирать с помощью компонента для сбора, описанного в данном документе. После того, как ферримагнитные частицы были собраны с помощью компонента для сбора, протокол обработки образца может дополнительно включать элюирование по меньшей мере части образца из контейнера. Часть образца можно элюировать с помощью любого подходящего способа. [00113] After exposing the container to an alternating magnetic field, the ferrimagnetic particles can be collected using the collection component described herein. After the ferrimagnetic particles have been collected by the collection component, the sample processing protocol may further include eluting at least a portion of the sample from the container. A portion of the sample may be eluted by any suitable method.

[00114] После элюирования части образца можно проводить анализ. Анализ можно проводить с помощью анализатора, описанного выше. В других примерах ферримагнитные частицы можно использовать для ускорения химических реакций, таких как реакции ферментативного расщепления или связывание с белком. Поскольку ферримагнитные частицы перемещаются из-за воздействия переменного магнитного поля, ферримагнитные частицы могут вызывать дополнительное движение в контейнере (например, посредством столкновений с другими частицами в контейнере), таким образом перемешивая образец и вызывая ускорение химической реакции.[00114] After eluting a portion of the sample, analysis can be performed. The analysis can be carried out using the analyzer described above. In other examples, ferrimagnetic particles can be used to speed up chemical reactions such as enzymatic cleavage reactions or protein binding. As the ferrimagnetic particles move due to the alternating magnetic field, the ferrimagnetic particles can cause additional motion in the container (for example, through collisions with other particles in the container), thus mixing the sample and causing the chemical reaction to accelerate.

[00115] Кроме того, в некоторых примерах образец может содержать неорганические соединения или мелкие объекты. Ферримагнитные частицы могут перемещаться в контейнере под действием переменного магнитного поля, генерируемого магнитным узлом. Ферримагнитные частицы могут связываться с неорганическими соединениями или мелкими объектами в образце. Затем можно проводить дополнительный анализ, описанный в данном документе. В других примерах система обработки образца может использоваться с ферримагнитными частицами, которые могут быть очень чувствительными к магнитному полю и которые можно использовать для перемешивания менее чувствительных или немагнитных частиц или реагентов, находящихся в образце. [00115] In addition, in some examples, the sample may contain inorganic compounds or small objects. Ferrimagnetic particles can move in the container under the influence of an alternating magnetic field generated by the magnetic assembly. Ferrimagnetic particles can bond with inorganic compounds or small objects in the sample. Then you can carry out additional analysis, described in this document. In other examples, the sample handling system can be used with ferrimagnetic particles, which can be very sensitive to a magnetic field and which can be used to mix less sensitive or non-magnetic particles or reagents in the sample.

[00116] В некоторых примерах ферримагнитные частицы могут представлять собой ферромагнитную жидкость с магнитными свойствами, описанными в данном документе. Система обработки образца может перемешивать ферромагнитную жидкость в образце с применением переменного магнитного поля.[00116] In some examples, the ferrimagnetic particles may be a ferrofluid with the magnetic properties described herein. The sample handling system can stir the ferrofluid in the sample using an alternating magnetic field.

[00117] Множество типов частиц может находиться в контейнере с различными величинами чувствительности к магнитному полю. Например, в контейнере могут находиться две группы ферримагнитных частиц, такие как первая группа ферримагнитных частиц, содержащая ядро из феррита, содержащего MnZn-феррит, а также вторая группа ферримагнитных частиц, содержащая ядро из феррита, содержащего NiZn-феррит. Каждую группу ферримагнитных частиц можно использовать для селективного выделения множества аналитов из одного и того же образца (например, выделять сначала очень восприимчивую связывающую ДНК частицу, а затем медленно восприимчивую связывающую белок частицу). Кроме того, каждую группу ферримагнитных частиц, находящихся в контейнере, можно использовать для любой цели, описанной в данном документе.[00117] Many types of particles can be in a container with different values of sensitivity to the magnetic field. For example, the container may contain two groups of ferrimagnetic particles, such as a first group of ferrimagnetic particles containing a ferrite core containing MnZn ferrite, and a second group of ferrimagnetic particles containing a ferrite core containing NiZn ferrite. Each group of ferrimagnetic particles can be used to selectively isolate multiple analytes from the same sample (eg isolate a very receptive DNA binding particle first and then a slowly receptive protein binding particle). In addition, each group of ferrimagnetic particles in the container can be used for any purpose described in this document.

[00118] В еще одних примерах ферримагнитные частицы можно помещать в систему непрерывной подачи, описанную в данном документе, обеспечивая непрерывное перемешивание реагентов, текущих через камеру перемешивания.[00118] In still other examples, ferrimagnetic particles can be placed in the continuous supply system described herein, providing continuous mixing of the reactants flowing through the mixing chamber.

IV. НАБОРIV. KIT

[00119] Согласно различным аспектам идей настоящего изобретения набор может содержать ферримагнитные частицы и контейнер. Ферримагнитные частицы могут находиться в контейнере. Набор может дополнительно содержать реагенты для требуемых аналитических методов. Реагент может представлять собой любой подходящий реагент (например, осаждающий реагент, промывные буферы, буферы для элюирования и т.п.), который можно использовать при обработке или анализе образца, например, анализе образца на присутствие конкретного аналита, такого как биологическая молекула. В других примерах набор может дополнительно содержать любую часть системы обработки образца, описанной в данном документе.[00119] According to various aspects of the ideas of the present invention, the kit may contain ferrimagnetic particles and a container. The ferrimagnetic particles may be in a container. The kit may additionally contain reagents for the required analytical methods. The reagent can be any suitable reagent (e.g. , precipitating reagent, wash buffers, elution buffers, etc.) that can be used in sample processing or analysis, e.g., testing the sample for the presence of a particular analyte, such as a biological molecule. In other examples, the kit may further comprise any part of the sample handling system described herein.

V. ПРИМЕРЫV. EXAMPLES

Пример 1. Приготовление шариков для твердофазной обратимой иммобилизации (SPRI) для выделения ДНКExample 1 Preparation of Solid Phase Reversible Immobilization (SPRI) Beads for DNA Extraction

[00120] Систему обработки образца согласно примерам данного раскрытия можно использовать для выделения нуклеиновой кислоты, такой как ДНК, из образца. Данный способ может включать две основные части: фазу приготовления и фазу осуществления процедуры.[00120] The sample processing system of the examples of this disclosure can be used to isolate a nucleic acid, such as DNA, from a sample. This method may include two main parts: a preparation phase and a procedure implementation phase.

[00121] Фаза приготовления начиналась со связывающего буферного раствора для SPRI. Связывающий буферный раствор для SPRI содержал, например, PEG (полиэтиленгликоль) и соль (NaCl). Покрытые карбоксильными группами ферримагнитные частицы, приготовленные как описано в примере 6, повторно суспендировали в связывающем буферном растворе для SPRI. Концентрацию ферримагнитных частиц нормализовали до концентрации стандартного связывающего буфера AmpureXP, поставляемого как часть продукта, доступного под торговым обозначением AMPure XPTM, доступного от Beckman Coulter, Брея, Калифорния, США.[00121] The preparation phase began with SPRI binding buffer. The binding buffer solution for SPRI contained, for example, PEG (polyethylene glycol) and salt (NaCl). Carboxy-coated ferrimagnetic particles, prepared as described in Example 6, were resuspended in SPRI binding buffer. The concentration of ferrimagnetic particles was normalized to that of the standard AmpureXP binding buffer supplied as part of a product available under the trade designation AMPure XP TM available from Beckman Coulter, Bray, CA, USA.

[00122] После приготовления связывающего буферного раствора для SPRI, готовили свежий 80% раствор этанола. Образец ДНК готовили путем объединения 20 мкм аликвоты маркера длины ДНК в 100 п. н., доступного в каталоге под номером N3231S от New England BioLabs, INC., Ипсвич, Массачусетс, США, с 580 мкл DI воды с получением разбавления 30:1. Затем уровень мощности управляющего компонента задают на 75% и частоту на 200 Гц синусоидальной волны. Планшеты и пробирки выдерживали закрытыми крышкой насколько возможно для снижения изменения из-за испарения.[00122] After preparing the SPRI binding buffer, a fresh 80% ethanol solution was prepared. A DNA sample was prepared by combining a 20 µm aliquot of a 100 bp DNA length marker, available under catalog number N3231S from New England BioLabs, INC., Ipswich, MA, USA, with 580 µl of DI water to make a 30:1 dilution. Then the power level of the control component is set to 75% and the frequency to 200 Hz of the sine wave. Plates and tubes were kept capped as far as possible to reduce evaporative change.

[00123] После завершения фазы приготовления начиналась фаза осуществления процедуры. В некоторых примерах параллельно нижеописанной процедуре такую же процедуру проводили вручную с помощью стандартного связывающего буфера AmpureXP в качестве контроля. Некоторую часть разбавленной ДНК сохраняли в качестве другого контроля.[00123] After completion of the preparation phase, the implementation phase of the procedure began. In some examples, in parallel with the procedure described below, the same procedure was performed manually using standard AmpureXP binding buffer as a control. Some of the diluted DNA was kept as another control.

[00124] 50 мкл разбавленной ДНК и 90 мкл смеси ферримагнитных частиц (например, связывающего буферного раствора для SPRI) добавляли в пробирку Эппендорфа объемом 0,5 мл (например, контейнер) для селективного осаждения ДНК в образце. Систему обработки образца, описанную в данном документе, использовали для полного перемешивания содержимого пробирки Эппендорфа для обеспечения связывания выпавшей в осадок ДНК с ферримагнитными частицами.[00124] 50 µl of diluted DNA and 90 µl of a mixture of ferrimagnetic particles (eg, binding buffer solution for SPRI) was added to a 0.5 ml Eppendorf tube (eg, container) to selectively precipitate DNA in the sample. The sample handling system described herein was used to thoroughly mix the contents of the Eppendorf tube to allow the precipitated DNA to bind to the ferrimagnetic particles.

[00125] После перемешивания образца и ферримагнитных частиц образец инкубировали в течение 5 минут, поддерживая ферримагнитные частицы в суспендированном состоянии. Затем магнит (например, электромагниты, описанные в данном документе) использовали для выделения ферримагнитных частиц из раствора до обеспечения прозрачности, обеспечивая удаление надосадочной жидкости.[00125] After mixing the sample and the ferrimagnetic particles, the sample was incubated for 5 minutes while maintaining the ferrimagnetic particles in a suspended state. A magnet (eg , the electromagnets described herein) is then used to isolate the ferrimagnetic particles from the solution until clear, allowing the supernatant to be removed.

[00126] Затем 200 мкл этанола добавляли в контейнер. Затем систему обработки образца использовали для полного перемешивания содержимого контейнера, отделения ферримагнитных частиц и удаления любой надосадочной жидкости. [00126] Then 200 μl of ethanol was added to the container. The sample handling system was then used to thoroughly mix the contents of the container, separate ferrimagnetic particles, and remove any supernatant.

[00127] В контейнер добавляли 50 мкл деионизированной (DI) воды для элюирования ДНК из ферримагнитных частиц. Систему обработки образца использовали для полного перемешивания образца. Образец затем инкубировали в течение 2 минут, поддерживая ферримагнитные частицы в суспендированном состоянии. Затем магнит использовали для отделения до обеспечения прозрачности и переносили раствор после элюирования в новый планшет. После переноса раствора после элюирования в новый планшет концентрацию ДНК в растворе после элюирования измеряли с помощью, например, анализа NanoDrop или PicoGreen. Затем сравнивали концентрацию изначально разбавленной ДНК и концентрацию после выполняемого вручную элюирования с помощью AmpureXP. [00127] 50 μl of deionized (DI) water was added to the container to elute the DNA from the ferrimagnetic particles. The sample handling system was used to thoroughly mix the sample. The sample was then incubated for 2 minutes while maintaining the ferrimagnetic particles in a suspended state. The magnet was then used to separate until clear and transfer the eluent solution to a new plate. After transferring the post-elution solution to a new plate, the DNA concentration in the post-elution solution was measured using, for example, a NanoDrop or PicoGreen assay. The concentration of the initially diluted DNA was then compared with the concentration after manual elution with AmpureXP.

[00128] Различные примеры, описывающие способы получения и дополнительного покрытия шариков для SPRI, представлены ниже.[00128] Various examples describing methods for preparing and recoating SPRI beads are provided below.

Пример 2. Синтез магнитного ядра: синтез ядра из магнетита (FeExample 2 Synthesis of a Magnetic Core: Synthesis of a Core from Magnetite (Fe 33 OO 4four ))

[00129] Магнитное ядро магнитной частицы приготавливали путем смешивания 2,16 г FeCl3.6H2O и 64 мл этиленгликоля в химическом стакане объемом 200 мл с получением светло-коричневого раствора без твердых веществ. Добавляли 5,76 г ацетата натрия и 1,6 г полиэтиленгликоля (PEG 400) в раствор, который затем перемешивали в течение 30 минут. Перемешанный раствор переносили в реактор-автоклав объемом 100 мл и нагревали в нем до 180°C в течение 36 часов. Через 36 часов нагревание прекращали и автоклав охлаждали до комнатной температуры. Полученные в результате частицы ядер из магнетита со средним размером около 100 нм собирали с помощью постоянного магнита и затем промывали водой 5 раз. [00129] The magnetic core of the magnetic particle was prepared by mixing 2.16 g of FeCl 3 .6H2O and 64 ml of ethylene glycol in a 200 ml beaker to obtain a light brown solution without solids. 5.76 g of sodium acetate and 1.6 g of polyethylene glycol (PEG 400) were added to the solution, which was then stirred for 30 minutes. The stirred solution was transferred to a 100 ml autoclave reactor and heated there to 180° C. for 36 hours. After 36 hours, heating was stopped and the autoclave was cooled to room temperature. The resulting magnetite core particles with an average size of about 100 nm were collected with a permanent magnet and then washed with water 5 times.

Пример 3. Инкапсуляция шариков: нанесения покрытия из кремнезема на магнитное ядроExample 3 Bead Encapsulation: Coating Silica on a Magnetic Core

[00130] Инкапсулированное ядро из магнетита приготавливали путем диспергирования 20 г ядра из магнетита размером 100 нм по примеру 2 в 800 мл метанола в химическом стакане объемом 1 л. Смесь обрабатывали ультразвуком в течение 30 минут для обеспечения однородной суспензии. В суспензию добавляли 370 мл 28% гидроксида аммония, которую затем перемешивали в течение 30 минут. После обработки ультразвуком жидкую смесь, содержащую 0,5 мл тетраэтилортосиликата и 4,5 мл метанола, добавляли в суспензию по каплям при дополнительной обработке ультразвуком в течение периода времени 0,5 ч. После обработки ультразвуком химический стакан закрывали и суспензию непрерывно перемешивали в течение 15 ч. После перемешивания инкапсулированные шарики захватывали с помощью постоянного магнита. Инкапсулированные шарики затем промывали 5 раз водой. Шарики затем высушивали в печи при 80°C в течение 24 ч.[00130] An encapsulated magnetite core was prepared by dispersing 20 g of the 100 nm magnetite core of Example 2 in 800 ml of methanol in a 1 L beaker. The mixture was sonicated for 30 minutes to ensure a homogeneous suspension. 370 ml of 28% ammonium hydroxide was added to the suspension, which was then stirred for 30 minutes. After sonication, a liquid mixture containing 0.5 ml of tetraethylorthosilicate and 4.5 ml of methanol was added dropwise to the suspension with additional sonication over a period of 0.5 h. After sonication, the beaker was closed and the suspension was continuously stirred for 15 h. After mixing, the encapsulated beads were captured with a permanent magnet. The encapsulated beads were then washed 5 times with water. The beads were then dried in an oven at 80°C for 24 hours.

Пример 4. Функционализация поверхности: карбоксилирование магнитного ядра с покрытием на основе кремнезема Example 4 Surface Functionalization: Carboxylation of a Silica Coated Magnetic Core

[00131] Магнитное ядро с карбоксилированным покрытием на основе кремнезема приготавливали путем диспергирования 4 г частиц ядер из магнетита с покрытием на основе кремнезема, приготовленного согласно примеру 3, диспергированных в 150 мл толуола, в колбе объемом 500 мл при перемешивании. В колбу при перемешивании добавляли 20 г (3-триэтоксисилил)пропилянтарного ангидрида. Затем добавляли при перемешивании 0,2 г имидазола с получением однородной суспензии. Суспензию нагревали в колбе с обратным холодильником при приблизительно 114°C при перемешивании в течение 15 ч. После нагревания в колбе с обратным холодильником суспензию охлаждали до комнатной температуры и для сбора твердых веществ из суспензии использовали постоянный магнит. Твердые вещества сначала промывали метанолом один раз, а затем водой 5 раз и переносили в колбу объемом 500 мл. В колбу добавляли при перемешивании 150 мл 0,1 M уксусной кислоты в воде с получением однородной суспензии. Суспензию нагревали до 90°C в течение 15 ч. Суспензию охлаждали до комнатной температуры. Для сбора твердых веществ из суспензии использовали постоянный магнит. Твердые вещества промывали водой 5 раз и высушивали в печи при 60°C в течение 15 ч.[00131] A carboxylated silica coated magnetic core was prepared by dispersing 4 g of silica coated magnetite core particles prepared according to Example 3, dispersed in 150 ml of toluene, in a 500 ml flask with stirring. 20 g of (3-triethoxysilyl)propylsuccinic anhydride was added to the flask with stirring. Then 0.2 g of imidazole was added with stirring to obtain a homogeneous suspension. The slurry was refluxed at approximately 114° C. with stirring for 15 hours. After refluxing, the slurry was cooled to room temperature and a permanent magnet was used to collect solids from the slurry. The solids were first washed with methanol once and then with water 5 times and transferred to a 500 ml flask. 150 ml of 0.1 M acetic acid in water was added to the flask with stirring to obtain a homogeneous suspension. The suspension was heated to 90° C. for 15 hours. The suspension was cooled to room temperature. A permanent magnet was used to collect solids from the slurry. The solids were washed with water 5 times and dried in an oven at 60°C for 15 hours.

Пример 5. Инкапсуляция шариков: полимерное покрытие на магнитном ядреExample 5 Bead Encapsulation: Polymer Coating on Magnetic Core

[00132] Инкапсулированное покрытое полимером магнитное ядро получали путем диспергирования 4 г ядра из магнетита размером 100 нм, приготовленного согласно примеру 2, в 100 мл воды в колбе объемом 500 мл при перемешивании. В колбу добавляли при перемешивании 10 мл акриловой кислоты вместе с 1 г K2S2O8 с получением однородной суспензии. Суспензию нагревали до 80°C в течение 15 ч при перемешивании. Суспензию затем охлаждали до комнатной температуры. Для сбора твердых веществ из суспензии использовали постоянный магнит. Собранные твердые вещества промывали 5 раз водой и высушивали при 60°C в течение 15 ч. [00132] An encapsulated polymer-coated magnetic core was prepared by dispersing 4 g of a 100 nm magnetite core prepared according to Example 2 in 100 ml of water in a 500 ml flask with stirring. 10 ml of acrylic acid was added to the flask with stirring along with 1 g of K 2 S 2 O 8 to obtain a homogeneous suspension. The suspension was heated to 80°C for 15 h with stirring. The suspension was then cooled to room temperature. A permanent magnet was used to collect solids from the slurry. The collected solids were washed 5 times with water and dried at 60°C for 15 hours.

Пример 6. Инкапсуляция шариков: полимерное покрытие на магнитном ядреExample 6 Bead Encapsulation: Polymer Coating on Magnetic Core

[00133] 0,5 г PMA (чередующегося сополимера простого полиметилвинилового эфира и малеинового ангидрида, молекулярная масса (MW) 260000), 30 г ацетона и 2,0 г ядра размером 100 нм из магнетита приготавливали согласно примеру 2 и добавляли в колбу объемом 250 мл и перемешивали в течение ночи. В колбу добавляли 30 г диоксана. Суспензию в колбе нагревали до 80°C в течение 10 часов. Продукт собирали с применением постоянного магнита и промывали диоксаном один раз и метанолом 3 раза. Промытый твердый продукт переносили в колбу объемом 250 мл и добавляли 85 г воды и 15 г 1 M уксусной кислоты (в воде). Суспензию в колбе нагревали до 80°C в течение 3 часов. Твердый продукт собирали и промывали водой 5 раз. Конечный твердый продукт высушивали в печи при 60°C в течение ночи. [00133] 0.5 g of PMA (an alternating copolymer of polymethyl vinyl ether and maleic anhydride, molecular weight (MW) 260,000), 30 g of acetone and 2.0 g of a 100 nm core of magnetite were prepared according to example 2 and added to a 250 flask ml and stirred overnight. 30 g of dioxane was added to the flask. The suspension in the flask was heated to 80°C for 10 hours. The product was collected using a permanent magnet and washed with dioxane once and with methanol 3 times. The washed solid was transferred to a 250 ml flask and 85 g of water and 15 g of 1M acetic acid (in water) were added. The suspension in the flask was heated to 80°C for 3 hours. The solid product was collected and washed with water 5 times. The final solid product was dried in an oven at 60° C. overnight.

Пример 7. Функционализация поверхности: карбоксилирование магнитного ядраExample 7 Surface Functionalization: Magnetic Core Carboxylation

[00134] 2 г ядер из магнетита размером 100 нм, приготовленных согласно примеру 2, смешивали в колбе с 5 г (3-триэтоксисилил)пропилянтарного ангидрида и 100 мл толуола. Смесь перемешивали с получением однородной суспензии. Суспензию затем нагревали в колбе с обратным холодильником в течение 24 ч при перемешивании. Через 24 ч нагревание прекращали и суспензию охлаждали до комнатной температуры. Продукт затем собирали с применением постоянного магнита. Продукт промывали один раз метанолом, а затем промывали водой 3 раза. Продукт переносили в колбу с 100 мл 0,1 M уксусной кислоты в воде и перемешивали с получением однородной суспензии. Суспензию затем нагревали до 90°C в течение 15 ч при перемешивании. Через 15 ч нагревание прекращали и обеспечивали остывание суспензии до комнатной температуры. Продукт собирали с применением постоянного магнита. Продукт затем промывали водой 3 раза. Продукт затем высушивали в печи при 60°C в течение ночи.[00134] 2 g of 100 nm magnetite cores prepared according to Example 2 were mixed in a flask with 5 g of (3-triethoxysilyl) propyl succinic anhydride and 100 ml of toluene. The mixture was stirred to obtain a homogeneous suspension. The suspension was then heated at reflux for 24 h with stirring. After 24 h the heating was stopped and the suspension was cooled to room temperature. The product was then collected using a permanent magnet. The product was washed once with methanol and then washed with water 3 times. The product was transferred to a flask with 100 ml of 0.1 M acetic acid in water and stirred to obtain a homogeneous suspension. The suspension was then heated to 90°C for 15 h with stirring. After 15 h, heating was stopped and the suspension was allowed to cool to room temperature. The product was collected using a permanent magnet. The product was then washed with water 3 times. The product was then dried in an oven at 60° C. overnight.

Пример 8. Получение магнитных шариков с иммобилизованным трипсиномExample 8. Obtaining magnetic beads with immobilized trypsin

[00135] 0,5 г покрытых поли(акриловой кислотой) магнитных шариков, приготовленных согласно примеру 5, смешивали в колбе с 20 мл 0,1 M натрий-фосфатным буфером (pH 7,5) и 50 мг обработанного тозилфенилаланилхлорметилкетоном (TPCK) трипсина. Смесь перемешивали для приготовления однородной суспензии. В суспензию добавляли 200 мг мето-п-толуолсульфоната 1-циклогексил-3-(2-морфолиноэтил)карбодиимида. Суспензию выдерживали при 4°C в течение 24 ч при перемешивании. Продукт собирали с применением постоянного магнита и промывали водой 5 раз. Продукт затем повторно диспергировали в 50 мM уксусной кислоте в воде и хранили при 4°C.[00135] 0.5 g of poly(acrylic acid) coated magnetic beads prepared according to example 5 were mixed in a flask with 20 ml of 0.1 M sodium phosphate buffer (pH 7.5) and 50 mg of tosylphenylalanyl chloromethyl ketone (TPCK) treated trypsin . The mixture was stirred to prepare a homogeneous suspension. 200 mg of 1-cyclohexyl-3-(2-morpholinoethyl)carbodiimide metho-p-toluenesulfonate was added to the suspension. The suspension was kept at 4°C for 24 h with stirring. The product was collected using a permanent magnet and washed with water 5 times. The product was then redispersed in 50 mM acetic acid in water and stored at 4°C.

Пример 9. Выделение нуклеиновых кислотExample 9 Nucleic Acid Isolation

[00136] Систему обработки образца согласно примерам данного раскрытия можно использовать для измерения концентрации ДНК в растворе после элюирования. Данный способ включал две основные части: фазу приготовления и фазу осуществления процедуры.[00136] The sample processing system according to the examples of this disclosure can be used to measure the concentration of DNA in the solution after elution. This method included two main parts: a preparation phase and a procedure implementation phase.

[00137] Фаза приготовления начиналась со связывающего буферного раствора для SPRI (отображения поверхностного плазмонного резонанса). Связывающий буферный раствор для SPRI содержал, например, PEG (полиэтиленгликоль) и соль (NaCl). Покрытые карбоксильными группами магнитные частицы, приготовленные согласно примеру 6, затем повторно суспендировали в связывающем буферном растворе для SPRI. Концентрацию ферромагнитных частиц нормализовали до концентрации стандартного связывающего буфера AmpureXP, поставляемого как часть продукта, доступного под торговым обозначением AMPure XPTM, доступного от Beckman Coulter, Брея, Калифорния, США.[00137] The preparation phase began with a binding buffer solution for SPRI (Surface Plasmon Resonance Imaging). The binding buffer solution for SPRI contained, for example, PEG (polyethylene glycol) and salt (NaCl). Carboxy-coated magnetic particles prepared according to Example 6 were then resuspended in SPRI binding buffer. The concentration of ferromagnetic particles was normalized to that of the standard AmpureXP binding buffer supplied as part of a product available under the trade designation AMPure XP TM available from Beckman Coulter, Bray, CA, USA.

[00138] После приготовления связывающего буферного раствора для SPRI, готовили свежий 80% раствор этанола. Затем образец ДНК готовили путем объединения 20 мкм аликвоты маркера длины ДНК в 100 п. н., доступного в каталоге под номером N3231S от New England BioLabs, INC., Ипсвич, Массачусетс, США, с 580 мкл DI воды с получением разбавления 30:1. Затем уровень мощности управляющего компонента задавали на 100% и частоту на 50 Гц синусоидальной волны. Планшеты и пробирки выдерживали закрытыми крышкой насколько возможно для снижения изменения из-за испарения.[00138] After preparing the SPRI binding buffer, a fresh 80% ethanol solution was prepared. A DNA sample was then prepared by combining a 20 μm aliquot of a 100 bp DNA length marker, available under catalog number N3231S from New England BioLabs, INC., Ipswich, Massachusetts, USA, with 580 μl of DI water to obtain a 30:1 dilution . Then the power level of the control component was set to 100% and the frequency to 50 Hz of the sine wave. Plates and tubes were kept capped as far as possible to reduce change due to evaporation.

[00139] После завершения фазы приготовления начиналась фаза осуществления процедуры. В некоторых примерах параллельно нижеописанной процедуре такую же процедуру проводили вручную с помощью стандартного связывающего буфера AmpureXP в качестве контроля. Некоторую часть разбавленной ДНК сохраняли в качестве другого контроля.[00139] After the completion of the preparation phase, the implementation phase of the procedure began. In some examples, in parallel with the procedure described below, the same procedure was performed manually using standard AmpureXP binding buffer as a control. Some of the diluted DNA was kept as another control.

[00140] 50 мкл разбавленной ДНК и 90 мкл смеси ферримагнитных частиц (например, связывающего буферного раствора для SPRI) добавляли в емкость объемом 0,5 мл для полимеразной цепной реакции (ПЦР) (например, контейнер) для селективного осаждения ДНК в образце. Систему обработки образца, описанную в данном документе, использовали для полного перемешивания содержимого контейнера для обеспечения связывания выпавшей в осадок ДНК с магнитными частицами.[00140] 50 µl of diluted DNA and 90 µl of a mixture of ferrimagnetic particles (e.g., SPRI binding buffer solution) were added to a 0.5 ml polymerase chain reaction (PCR) container (e.g., container) to selectively precipitate DNA in the sample. The sample handling system described herein was used to thoroughly mix the contents of the container to allow the precipitated DNA to bind to the magnetic particles.

[00141] После перемешивания образца и ферримагнитных частиц образец инкубировали в течение 5 минут, поддерживая ферримагнитные частицы в суспендированном состоянии. Затем магнит (например, электромагниты, описанные в данном документе) использовали для выделения ферримагнитных частиц из раствора до обеспечения прозрачности, чтобы обеспечить удаление надосадочной жидкости.[00141] After mixing the sample and the ferrimagnetic particles, the sample was incubated for 5 minutes while maintaining the ferrimagnetic particles in a suspended state. Then a magnet (for example, the electromagnets described herein) were used to isolate the ferrimagnetic particles from the solution until clear to allow removal of the supernatant.

[00142] В контейнер добавляли 200 мкл 80% этанола. Затем систему обработки образца использовали для отделения ферримагнитных частиц и удаления надосадочной жидкости. [00142] 200 μl of 80% ethanol was added to the container. The sample handling system was then used to separate the ferrimagnetic particles and remove the supernatant.

[00143] В контейнер добавляли 50 мкл деионизированной (DI) воды для элюирования ДНК из магнитных частиц. Систему обработки образца использовали для полного перемешивания образца. Образец затем инкубировали в течение 2 минут, поддерживая ферримагнитные частицы в суспендированном состоянии. Затем магнит использовали для отделения до обеспечения прозрачности и переносили раствор после элюирования в новый планшет. После переноса раствора после элюирования в новый планшет концентрацию ДНК в растворе после элюирования измеряли с помощью, например, анализа NanoDrop или PicoGreen. Затем сравнивали концентрацию изначально разбавленной ДНК и концентрацию после выполняемого вручную элюирования с помощью AmpureXP. [00143] 50 µl of deionized (DI) water was added to the container to elute the DNA from the magnetic particles. The sample handling system was used to thoroughly mix the sample. The sample was then incubated for 2 minutes while maintaining the ferrimagnetic particles in a suspended state. The magnet was then used to separate until clear and transfer the eluent solution to a new plate. After transferring the post-elution solution to a new plate, the DNA concentration in the post-elution solution was measured using, for example, a NanoDrop or PicoGreen assay. The concentration of the initially diluted DNA was then compared with the concentration after manual elution with AmpureXP.

[00144] Количество выделенной ДНК показано на ФИГ. 4A для магнитного шарика в смесителе. Для сравнения на ФИГ. 4B показано количество выделенной ДНК с помощью магнитного шарика с применением соответствующей процедуры, но без перемешивания. В качестве дополнительного примера на ФИГ. 4C показано количество ДНК, которые было выделено с применением процедуры перемешивания вручную с контрольным шариком. Контрольный шарик представлял собой парамагнитный шарик, разработанный как сравнительный шарик 1, ниже. На ФИГ. 4D показаны исходные уровни ДНК в каждом примере.[00144] The amount of isolated DNA is shown in FIG. 4A for the magnetic ball in the mixer. For comparison, in FIG. 4B shows the amount of DNA isolated with a magnetic bead using the appropriate procedure, but without mixing. As a further example, in FIG. 4C shows the amount of DNA that was isolated using the manual bead mixing procedure. The control bead was a paramagnetic bead designed as Comparative Bead 1 below. FIG. 4D shows baseline DNA levels in each example.

Пример 10. Расщепление трипсиномExample 10 Trypsin Cleavage

[00145] Магнитные шарики использовали для расщепления трипсином согласно следующей процедуре. Исходный фосфатно-буферный солевой раствор (PBS), доступный под торговым обозначением 10X PBSTM, доступный от Invitrogen, Карлсбад, Калифорния, США, разбавляли в 10 раз. Готовили 5 мг/мл раствора белка цитохрома C в PBS. 0,122 мл PBS, 0,125 мл 5 мг/мл раствора белка цитохрома C помещали в сосуд объемом 1,5 мл. Магнитные шарики с иммобилизованным трипсином, полученные согласно примеру 7, промывали водой 3 раза. Воду удаляли с получением гранулы с шариками. 0,01 мл (объем гранулы) шариков с иммобилизованным трипсином добавляли в сосуд объемом 1,5 мл. Сосуд устанавливали на магнитной мешалке и перемешивали в течение 20 минут при 150 Гц и 80 мТл для проведения расщепления трипсином. Расщепление прекращали после перемешивания путем добавления 0,0278 мл 1% муравьиной кислоты. 0,1 мл раствора отбирали для анализа с помощью HPLC. Результаты анализа с помощью HPLC показаны на ФИГ. 5, на которой показаны продукты расщепления. Условия HPLC были следующими.[00145] Magnetic beads were used for trypsin digestion according to the following procedure. The original phosphate buffered saline (PBS), available under the trade designation 10X PBS TM , available from Invitrogen, Carlsbad, CA, USA, was diluted 10 times. A 5 mg/ml solution of cytochrome C protein in PBS was prepared. 0.122 ml PBS, 0.125 ml 5 mg/ml cytochrome c protein solution were placed in a 1.5 ml vial. The magnetic beads with immobilized trypsin, obtained according to example 7, were washed with water 3 times. The water was removed to give a pellet with beads. 0.01 ml (granule volume) of trypsin-immobilized beads was added to a 1.5 ml vial. The vessel was placed on a magnetic stirrer and stirred for 20 minutes at 150 Hz and 80 mT to carry out trypsin digestion. Cleavage was stopped after stirring by adding 0.0278 ml of 1% formic acid. 0.1 ml of the solution was taken for analysis by HPLC. The results of HPLC analysis are shown in FIG. 5 showing the cleavage products. HPLC conditions were as follows.

Подвижная фаза: A - 0,1% TFA/FA в воде; B - 0,1% TFA/FA в ACN.Mobile phase: A - 0.1% TFA/FA in water; B - 0.1% TFA/FA in ACN.

Градиент: 0-0,5 мин. 1% B, 1-50% B в течение 30,5 мин., 50% B в течение 5 мин., 3 мин. очистки при 95% B, 5 мин. повторного уравн. при 1% B.Gradient: 0-0.5 min 1% B, 1-50% B for 30.5 min, 50% B for 5 min, 3 min. cleaning at 95% B, 5 min. re-eq. at 1% B.

Расход: 0,3 мл/мин.Flow rate: 0.3 ml/min.

Температура: 40°C.Temperature: 40°C.

УФ-детектор: 214 нм.UV detector: 214 nm.

Объем вводимой пробы: 2 мкл.Injection volume: 2 µl.

Пример 11. Определение характеристик в отношении пригодности магнитных шариковExample 11 Determination of characteristics in relation to the suitability of magnetic beads

[00146] Различные магнитные шарики исследовали на их способность быть 1) чувствительными к магнитному полю в достаточной мере для перемешивания в воде, 2) чувствительными к магнитному полю в достаточной мере, чтобы быть способными перемешиваться в растворе из полиэтиленгликоля, хлорида натрия, воды, 3) на их способность не образовывать комки под действием магнитных сил, 4) на их способность быть покрытыми карбоксильными группами, 5) на их способность обеспечивать выделение нуклеиновой кислоты и 6) на их способность обеспечивать выделение нуклеиновой кислоты с достаточным выходом.[00146] Various magnetic beads were investigated for their ability to be 1) magnetic field sensitive enough to mix in water, 2) magnetic field sensitive enough to be able to mix in a solution of polyethylene glycol, sodium chloride, water, 3 ) their ability not to form lumps under magnetic forces, 4) their ability to be coated with carboxyl groups, 5) their ability to release nucleic acid, and 6) their ability to release nucleic acid in sufficient yield.

[00147] Для оценки свойств 1-3 5 мкл раствора различных шариков добавляли к 140 мкл воды или раствора из полиэтиленгликоля, хлорида натрия, воды и в лунку. Для определения, были ли они в достаточной мере чувствительными к магнитному полю для перемешивания, шарики опускали на дно лунки с помощью магнитного поля, а затем перемешивали с помощью электромагнитного смесителя. Если частицы оказывались полностью диспергированными до поверхности жидкости, определяли, что частицы были достаточно чувствительными для перемешивания, как показано в таблице 2 с помощью надписи «да», если они не перемешивались в растворе, частицы определяли как нечувствительные к магнитному полю в достаточной мере для перемешивания, что указано в таблице 2 с помощью надписи «нет». Если при электромагнитном перемешивании магнитные частицы не агрегировали с образованием комков частиц, частицы считались такими, которые не образуют комки, что показано в таблице 2 с помощью надписи «да», если комки присутствовали при перемешивании, частицы считались такими, которые образуют комки, что показано в таблице 2 с помощью надписи «нет». Для определения, могут ли быть шарики покрытыми карбоксильными группами как в 4), шарики подвергали процедуре по существу в соответствии с примером 4, шарики, которые могут быть покрытыми карбоксильными группами, указывали таким образом в таблице 2 с помощью надписи «да», шарики, которые не могут быть покрытыми карбоксильными группами, указывали таким образом в таблице 2 с помощью надписи «нет». [00147] To assess the properties of 1-3, 5 μl of a solution of various beads was added to 140 μl of water or a solution of polyethylene glycol, sodium chloride, water and per well. To determine if they were magnetically sensitive enough to stir, the beads were lowered to the bottom of the well using a magnetic field and then mixed with an electromagnetic mixer. If the particles were completely dispersed to the surface of the liquid, the particles were determined to be sufficiently sensitive to stir, as shown in Table 2 with the inscription "yes", if they were not stirred in solution, the particles were determined to be magnetically insensitive enough to stir , which is indicated in table 2 with the inscription "no". If under electromagnetic stirring, the magnetic particles did not aggregate to form particle lumps, the particles were considered not to form lumps, which is shown in Table 2 with the inscription "yes", if lumps were present during stirring, the particles were considered to form lumps, which is shown in table 2 with the inscription "no". In order to determine whether the beads could be coated with carboxyl groups as in 4), the beads were subjected to the procedure essentially in accordance with Example 4, the beads which could be coated with carboxyl groups were thus indicated in Table 2 by the inscription "yes", the beads, which cannot be coated with carboxyl groups were thus indicated in Table 2 by the inscription "no".

[00148] Для определения, можно ли использовать шарики для выделения ДНК как в 5), 50 мкл образца ДНК добавляли в лунку и перемешивали с шариками. Шарики, которые обеспечивали выделение ДНК, указывали таким образом в таблице 2 с помощью надписи «да», шарики, которые не обеспечивали выделение ДНК, указывали таким образом в таблице 2 с помощью надписи «нет». Для определения, можно ли использовать шарики для выделения ДНК с достижением достаточного выхода, составляющего от 60% до 90% исходного ДНК в 6), рассчитывали выход, и если он был достаточным, указывали в таблице 2 с помощью надписи «да», шарики, которые не обеспечивают выделение ДНК с достижением достаточного выхода, указывали таким образом в таблице 2 с помощью надписи «нет».[00148] To determine if the beads can be used for DNA extraction as in 5), 50 μl of a DNA sample was added to the well and mixed with the beads. Beads that provided DNA extraction were thus indicated in Table 2 with "yes", beads that did not provide DNA extraction were thus indicated in Table 2 with "no". To determine if beads can be used to isolate DNA to achieve a sufficient yield of 60% to 90% of the original DNA in 6), the yield was calculated and, if sufficient, reported in Table 2 with "yes", beads, which do not provide isolation of DNA to achieve sufficient yield, thus indicated in table 2 using the inscription "no".

[00149] В таблице 1 представлен перечень различных шариков, указанные выше свойства которых изучали. Данные показывают, что только шарики, полученные согласно настоящему раскрытию, обеспечили каждый необходимый аспект настоящего раскрытия. Шарики, которые отличаются по строению или магнитным свойствам, доказали непригодность для использования в смесителе, поскольку шарики не имеют какое-либо из свойств 1-6 или их комбинации. Шарики, исследованные в качестве сравнительных примеров, включают шарики, полученные General Electric, Chemicell, Bangs Laboratories, Pelitex, Spherotech, Creative Diagnostics, Lumigen, Perfinity, Ocean NanoTech, Cospheric и BioChain. Из большого количества исследованных ни один не обеспечил необходимые аспекты 1-6. Для иллюстрации этого вопроса образец этих шариков, обозначенных в таблице 1 и таблице 2 как сравнительные шарики, сравнивают с магнитным шариком по настоящему раскрытию.[00149] Table 1 lists the various beads whose properties were studied above. The data shows that only the beads made in accordance with the present disclosure provided each required aspect of the present disclosure. Balls that differ in structure or magnetic properties have proven unsuitable for use in a mixer because the balls do not have any of properties 1-6 or combinations thereof. Beads tested as comparative examples include those obtained from General Electric, Chemicell, Bangs Laboratories, Pelitex, Spherotech, Creative Diagnostics, Lumigen, Perfinity, Ocean NanoTech, Cospheric, and BioChain. Of the large number examined, none provided the necessary aspects 1-6. To illustrate this point, a sample of these beads, designated in Table 1 and Table 2 as comparative beads, is compared to the magnetic bead of the present disclosure.

Таблица 1. Магнитные шарикиTable 1. Magnetic balls

Обозначение шарика в таблице 2Ball designation in table 2 Описание шарикаBall Description Сравнительный шарик 1Comparison ball 1 SpeedBeadTM, доступный от General Electric, Бостон, Массачусетс, США SpeedBead TM available from General Electric, Boston, Massachusetts, USA Сравнительный шарик 2Comparison ball 2 BioMagPlus COOHTM, доступный от Bangs Laboratories, INC, Фишерс, Индиана, САШBioMagPlus COOH TM available from Bangs Laboratories, INC, Fishers, IN, USA Сравнительный шарик 3Comparison Ball 3 ProMag 1 COOHTM, доступный от Bangs Laboratories, INC, Фишерс, Индиана, СШАProMag 1 COOH TM available from Bangs Laboratories, INC, Fishers, IN, USA Сравнительный шарик 4Comparison ball 4 Флуоресцентный ферромагнитный шарик размером 4,4 мкм, доступный от Spherotech INC, Лейк-Форест, Иллинойс, США4.4 µm fluorescent ferromagnetic bead available from Spherotech INC, Lake Forest, IL, USA Сравнительный шарик 5Comparison ball 5 Ферромагнитный шарик размером 2,0 мкм, доступный от Spherotech INC, Лейк-Форест, Иллинойс, США2.0 µm ferromagnetic bead available from Spherotech INC, Lake Forest, IL, USA Сравнительный шарик 6Comparison ball 6 Шарик размером 2 мкм, обозначенный как WHM-S001TM, доступный от Creative Diagnostics, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США 2 µm bead designated WHM-S001 TM available from Creative Diagnostics, New York, NY, USA Сравнительный шарик 7Comparison ball 7 Шарик размером 4 мкм, обозначенный как WHM-S002TM, доступный от Creative Diagnostics, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, США 4 µm bead designated WHM-S002 TM available from Creative Diagnostics, New York, NY, USA Шарик 1Ball 1 Шарик, приготовленный согласно примеру 7Ball prepared according to example 7

Таблица 2. Свойства магнитных шариковTable 2. Properties of magnetic balls

Сравнительный шарик 1Comparison ball 1 Сравнительный шарик 2Comparison ball 2 Сравнительный шарик 3Comparison Ball 3 Сравнительный шарик 4Comparison ball 4 Сравнительный шарик 5Comparison ball 5 Сравнительный шарик 6Comparison ball 6 Сравнительный шарик 7Comparison ball 7 Шарик 1Ball 1 Чувствительный к магнитному полю в достаточной мере для перемешивания (1)Magnetic sensitive enough to stir (1) НетNot НетNot НетNot НетNot НетNot ДаYes ДаYes ДаYes Чувствительный к магнитному полю в достаточной мере для хорошего перемешивания в буферах PEG+NaCl, воде, 80% этаноле (2)Magnetic sensitive enough for good mixing in PEG+NaCl buffers, water, 80% ethanol (2) НетNot Н/оBut Н/оBut Н/оBut НетNot НетNot НетNot ДаYes Без образования комков под действием магнитного поля (3)Non-clotting due to magnetic field (3) ДаYes Н/оBut Н/оBut Н/оBut ДаYes ДаYes ДаYes ДаYes Способен к нанесению покрытия карбоксильными группами (4)Capable of coating with carboxyl groups (4) ДаYes ДаYes ДаYes НетNot ДаYes ДаYes ДаYes ДаYes Способен обеспечивать выделение нуклеиновой кислоты (5)Capable of providing nucleic acid extraction (5) ДаYes ДаYes ДаYes ДаYes ДаYes Н/оBut Н/оBut ДаYes Способен обеспечивать выделение нуклеиновой кислоты с достаточным выходом (6)Capable of providing nucleic acid isolation in sufficient yield (6) ДаYes Н/оBut НетNot НетNot НетNot Н/оBut Н/оBut ДаYes

Вышеуказанные описания являются иллюстративными, а не ограничивающими. Многие варианты данного раскрытия станут очевидными специалистам в данной области техники при рассмотрении раскрытия. Объем настоящего изобретения будет, таким образом, определяться без ссылки на вышеуказанное описание, а вместо этого должен определяться со ссылкой на приложенные пункты формулы изобретения вместе с их полным объемом или эквивалентами.The above descriptions are illustrative and not restrictive. Many variations of this disclosure will become apparent to those skilled in the art upon consideration of the disclosure. The scope of the present invention will thus be defined without reference to the above description, but should instead be defined with reference to the appended claims together with their full scope or equivalents.

[00150] Один или более признаков из любого примера можно объединять с одним или более признаками любого другого примера без отклонения от объема данного раскрытия.[00150] One or more features from any example can be combined with one or more features from any other example without departing from the scope of this disclosure.

[00151] Подразумевается, что указание термина в форме единственного означает «один или более», если конкретно не указано обратное.[00151] It is implied that the indication of the term in the singular means "one or more", unless specifically indicated otherwise.

[00152] Все патенты, патентные заявки, публикации и описания, упомянутые выше, включены в данный документ посредством ссылки во всей их полноте.[00152] All patents, patent applications, publications and descriptions mentioned above are incorporated herein by reference in their entirety.

Дополнительные аспектыAdditional aspects

[00153] Представлены следующие иллюстративные аспекты, нумерация которых не должна рассматриваться как обозначающая уровень важности.[00153] The following illustrative aspects are presented, the numbering of which should not be construed as indicating a level of importance.

[00154] В аспекте 1 предусмотрена система обработки образца, содержащая:[00154] In aspect 1, a sample processing system is provided, comprising:

контейнер, выполненный с возможностью приема образца для обработки;a container configured to receive a sample for processing;

ферримагнитные частицы, расположенные в контейнере;ferrimagnetic particles located in the container;

магнитный узел, расположенный по периферии контейнера для создания переменного магнитного поля в контейнере, обеспечивающего тем самым перемещение ферримагнитных частиц в контейнере; иa magnetic assembly located along the periphery of the container for creating an alternating magnetic field in the container, thereby ensuring the movement of ferrimagnetic particles in the container; and

управляющий компонент, соединенный с магнитным узлом для управления переменным магнитным полем.a control component connected to the magnetic assembly to control the alternating magnetic field.

[00155] В аспекте 2 предусмотрена система обработки образца согласно аспекту 1, в которой ферримагнитные частицы содержат ядро из феррита.[00155] In aspect 2, a sample processing system according to aspect 1 is provided, wherein the ferrimagnetic particles comprise a ferrite core.

[00156] В аспекте 3 предусмотрена система обработки образца по аспекту 2, в которой ядро из феррита содержит магнитомягкий феррит. [00156] In aspect 3, the sample processing system of aspect 2 is provided, wherein the ferrite core comprises soft magnetic ferrite.

[00157] В аспекте 4 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 2 или 3, в которой ядро из феррита выбрано из группы, состоящей из:[00157] In aspect 4, a sample processing system according to any one of aspects 2 or 3 is provided, wherein the ferrite core is selected from the group consisting of:

феррита кобальта;cobalt ferrite;

MnZn-феррита иMnZn ferrite and

NiZn-феррита.NiZn ferrite.

[00158] В аспекте 5 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 1-4, дополнительно содержащая: [00158] In aspect 5, a sample processing system according to any one of aspects 1-4 is provided, further comprising:

образец, расположенный в контейнере.sample in a container.

[00159] В аспекте 6 предусмотрена система обработки образца по аспекту 5, в которой ферримагнитные частицы дополнительно содержат покрытие.[00159] In aspect 6, the sample processing system of aspect 5 is provided, wherein the ferrimagnetic particles further comprise a coating.

[00160] В аспекте 7 предусмотрена система обработки образца по аспекту 6, в которой покрытие представляет полимерный слой или слой на основе кремнезема для регулирования, чтобы плотность ферримагнитных частиц была близкой к плотности жидкости.[00160] In aspect 7, the sample treatment system of aspect 6 is provided wherein the coating is a polymer or silica based layer to control the density of the ferrimagnetic particles to be close to that of the liquid.

[00161] В аспекте 8 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 6 или 7, в которой покрытие содержит реагент захвата для захвата аналита в образце.[00161] In aspect 8, a sample processing system according to any one of aspects 6 or 7 is provided, wherein the coating comprises a capture reagent to capture the analyte in the sample.

[00162] В аспекте 9 предусмотрена система обработки образца по аспекту 8, в которой реагент захвата представляет собой антитело.[00162] In aspect 9, the sample processing system of aspect 8 is provided, wherein the capture reagent is an antibody.

[00163] В аспекте 10 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 6-9, в которой покрытие содержит функциональную группу для адсорбции нуклеиновых кислот.[00163] In aspect 10, a sample treatment system according to any one of aspects 6-9 is provided, wherein the coating contains a functional group for adsorbing nucleic acids.

[00164] В аспекте 11 предусмотрена система обработки образца по аспекту 10, в которой функциональная группа представляет собой карбоксильную группу.[00164] Aspect 11 provides the sample processing system of Aspect 10 wherein the functional group is a carboxyl group.

[00165] В аспекте 12 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 1-11, в которой образец содержит биомолекулы. [00165] In aspect 12, a sample processing system according to any one of aspects 1-11 is provided, wherein the sample contains biomolecules.

[00166] В аспекте 13 предусмотрена система обработки образца по аспекту 12, в которой биомолекулы представляют собой нуклеиновые кислоты или белки.[00166] In aspect 13, the sample processing system of aspect 12 is provided, wherein the biomolecules are nucleic acids or proteins.

[00167] В аспекте 14 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 1-13, дополнительно содержащая: [00167] In aspect 14, a sample processing system according to any one of aspects 1-13 is provided, further comprising:

компонент для сбора, способный собирать ферримагнитные частицы в контейнере, обеспечивающий тем самым отделение ферримагнитных частиц от образца.a collection component capable of collecting the ferrimagnetic particles in the container, thereby separating the ferrimagnetic particles from the sample.

[00168] В аспекте 15 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 1-14, в которой магнитный узел дополнительно содержит по меньшей мере одну магнитную конструкцию, причем каждая магнитная конструкция содержит множество электромагнитов, причем каждый из множества электромагнитов содержит электропроводную катушку, расположенную вокруг центральной линии, которая проходит в направлении центральной оси магнитной конструкции. [00168] In aspect 15, a sample processing system according to any one of aspects 1-14 is provided, wherein the magnet assembly further comprises at least one magnetic structure, each magnetic structure comprising a plurality of electromagnets, each of the plurality of electromagnets comprising an electrically conductive coil disposed around a center line that runs in the direction of the central axis of the magnetic structure.

[00169] В аспекте 16 предусмотрен способ обработки образца, причем способ включает:[00169] In aspect 16, a method for processing a sample is provided, the method comprising:

обеспечение контейнера, содержащего ферримагнитные частицы и образец; иproviding a container containing the ferrimagnetic particles and the sample; and

подвергание контейнера воздействию переменного магнитного поля с обеспечением тем самым перемещения ферримагнитных частиц в контейнере и с обеспечением тем самым обработки образца.exposing the container to an alternating magnetic field, thereby causing ferrimagnetic particles to move within the container, and thereby processing the sample.

[00170] В аспекте 17 предусмотрен способ по аспекту 16, в котором обработка включает захват аналита в образце.[00170] In aspect 17, the method of aspect 16 is provided, wherein the treatment comprises capturing the analyte in the sample.

[00171] В аспекте 18 предусмотрен способ по аспекту 17, в котором ферримагнитные частицы содержат реагент захвата для захвата аналита в образце.[00171] In aspect 18, the method of aspect 17 is provided, wherein the ferrimagnetic particles comprise a capture reagent to capture the analyte in the sample.

[00172] В аспекте 19 предусмотрен способ по аспекту 18, в котором реагент захвата представляет собой антитело.[00172] In aspect 19, the method of aspect 18 is provided, wherein the capture reagent is an antibody.

[00173] В аспекте 20 предусмотрен способ по любому из аспектов 17-19, в котором ферримагнитные частицы содержат функциональную группу для адсорбции аналита.[00173] In aspect 20, a method according to any one of aspects 17-19 is provided, wherein the ferrimagnetic particles contain a functional group for analyte adsorption.

[00174] В аспекте 21 предусмотрен способ по аспекту 20, в котором аналит представляет собой нуклеиновую кислоту, а функциональная группа представляет собой карбоксильную группу.[00174] In aspect 21, the method of aspect 20 is provided, wherein the analyte is a nucleic acid and the functional group is a carboxyl group.

[00175] В аспекте 22 предусмотрен способ по любому из аспектов 16-21, дополнительно включающий:[00175] In aspect 22, a method according to any one of aspects 16-21 is provided, further comprising:

осуществления сбора с помощью компонента для сбора ферримагнитных частиц; иcollecting with the ferrimagnetic particle collecting component; and

элюирование по меньшей мере части образца из контейнера.eluting at least a portion of the sample from the container.

[00176] В аспекте 23 предусмотрен способ по любому из аспектов 16-22, в котором обработка включает нагревание или перемешивание образца путем перемещения ферримагнитных частиц в контейнере.[00176] In aspect 23, a method according to any one of aspects 16-22 is provided, wherein the treatment comprises heating or stirring the sample by moving ferrimagnetic particles in a container.

[00177] В аспекте 24 предусмотрен способ по любому из аспектов 16-23, в котором ферримагнитные частицы содержат ядро из феррита.[00177] In aspect 24, a method according to any one of aspects 16-23 is provided, wherein the ferrimagnetic particles comprise a ferrite core.

[00178] В аспекте 25 предусмотрен способ по аспекту 24, в котором ядро из феррита содержит магнитомягкий феррит.[00178] In aspect 25, the method of aspect 24 is provided, wherein the ferrite core comprises soft magnetic ferrite.

[00179] В аспекте 26 предусмотрен способ по аспекту 25, в котором ядро из феррита выбрано из группы, состоящей из:[00179] In aspect 26, the method of aspect 25 is provided, wherein the ferrite core is selected from the group consisting of:

феррита кобальта;cobalt ferrite;

MnZn-феррита иMnZn ferrite and

NiZn-феррита.NiZn ferrite.

[00180] В аспекте 27 предусмотрен способ по любому из аспектов 16-26, в котором ферримагнитные частицы дополнительно содержат покрытие.[00180] In aspect 27, a method according to any one of aspects 16-26 is provided, wherein the ferrimagnetic particles further comprise a coating.

[00181] В аспекте 28 предусмотрен способ по аспекту 27, в котором покрытие представляет слой полимерный слой или слой на основе кремнезема для регулирования, чтобы плотность ферримагнитных частиц была близкой к плотности жидкости.[00181] In aspect 28, the method of aspect 27 is provided, wherein the coating is a layer of a polymer layer or a silica-based layer to control that the density of the ferrimagnetic particles is close to that of the liquid.

[00182] В аспекте 29 предусмотрен способ по любому из аспектов 16-28, в котором образец содержит биомолекулы.[00182] In aspect 29, a method according to any one of aspects 16-28 is provided, wherein the sample contains biomolecules.

[00183] В аспекте 30 предусмотрен способ по аспекту 29, в котором биомолекулы представляют собой нуклеиновые кислоты или белки.[00183] In aspect 30, the method of aspect 29 is provided, wherein the biomolecules are nucleic acids or proteins.

[00184] В аспекте 31 предусмотрена система обработки образца, содержащая:[00184] In aspect 31, a sample processing system is provided, comprising:

контейнер, выполненный с возможностью приема образца для обработки;a container configured to receive a sample for processing;

магнитные частицы, расположенные в контейнере, причем магнитные частицы имеют максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 30 эме/г;magnetic particles disposed in a container, the magnetic particles having a maximum field strength ranging from about 20 emu/g to about 250 emu/g and a remanent magnetization ranging from about 0 emu/g to about 30 emu/g;

магнитный узел, расположенный по периферии контейнера, для создания переменного магнитного поля в контейнере с обеспечением тем самым перемещения магнитных частиц в контейнере; иa magnetic assembly located on the periphery of the container for creating an alternating magnetic field in the container, thereby ensuring the movement of magnetic particles in the container; and

управляющий компонент, соединенный с магнитным узлом для управления переменным магнитным полем.a control component connected to the magnetic assembly to control the alternating magnetic field.

[00185] В аспекте 32 предусмотрена система обработки образца по аспекту 31, в которой магнитные частицы содержит ферримагнитные частицы, ферромагнитные частицы, парамагнитные частицы, суперпарамагнитные частицы или их смесь.[00185] In aspect 32, the sample processing system of aspect 31 is provided, wherein the magnetic particles comprise ferrimagnetic particles, ferromagnetic particles, paramagnetic particles, superparamagnetic particles, or a mixture thereof.

[00186] В аспекте 32 предусмотрена система обработки образца по аспекту 31, в которой магнитные частицы содержат ферримагнитные частицы.[00186] In aspect 32, the sample processing system of aspect 31 is provided, wherein the magnetic particles comprise ferrimagnetic particles.

[00187] В аспекте 34 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31 или 33, в которой максимальная напряженность поля магнитных частиц находится в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г.[00187] In aspect 34, a sample processing system according to any one of aspects 31 or 33 is provided, wherein the maximum magnetic particle field strength is in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g.

[00188] В аспекте 35 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-34, в которой остаточная намагниченность магнитных частиц находится в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г.[00188] In aspect 35, a sample processing system according to any one of aspects 31-34 is provided, wherein the remanence of the magnetic particles is in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g.

[00189] В аспекте 36 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-35, в которой магнитные частицы являются пористыми, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 5 Е до приблизительно 1000 Е.[00189] In aspect 36, a sample processing system according to any one of aspects 31-35 is provided, wherein the magnetic particles are porous and the individual pore size is in the range of about 5 U to about 1000 U.

[00190] В аспекте 37 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-36, в которой магнитные частицы являются пористыми, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 50 Е до приблизительно 500 Е.[00190] In aspect 37, a sample processing system according to any one of aspects 31-36 is provided, wherein the magnetic particles are porous and the individual pore size is in the range of about 50 U to about 500 U.

[00191] В аспекте 38 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-37, в которой магнитные частицы содержат ядро из феррита.[00191] In aspect 38, a sample processing system according to any one of aspects 31-37 is provided, wherein the magnetic particles comprise a ferrite core.

[00192] В аспекте 39 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов аспект 31-38, в которой ядро из феррита содержит магнитомягкий феррит. [00192] In aspect 39, a sample processing system according to any one of aspects 31-38 is provided, wherein the ferrite core comprises soft magnetic ferrite.

[00193] В аспекте 40 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-39, в которой ядро из феррита выбрано из группы, состоящей из Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS и FeOOH.[00193] In aspect 40, a sample processing system according to any one of aspects 31-39 is provided, wherein the ferrite core is selected from the group consisting of Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS and FeOOH.

[00194] В аспекте 41 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-40, дополнительно содержащая:[00194] In aspect 41, a sample processing system according to any one of aspects 31-40 is provided, further comprising:

образец, расположенный в контейнере.sample in a container.

[00195] В аспекте 42 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-41, в которой магнитные частицы дополнительно содержат покрытие.[00195] In aspect 42, a sample processing system according to any one of aspects 31-41 is provided, wherein the magnetic particles further comprise a coating.

[00196] В аспекте 43 предусмотрена система обработки образца по аспекту 42, в которой покрытие содержит SiO2, TiO2, ZnO2, Al2O3, CeO2, керамику, полиакриловую кислоту, поли(метилакрилат), полистирол, дивинилбензол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт или их смесь.[00196] Aspect 43 provides the sample treatment system of aspect 42 wherein the coating comprises SiO 2 , TiO 2 , ZnO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , ceramic, polyacrylic acid, poly(methyl acrylate), polystyrene, divinylbenzene, polyvinylpyrrolidone , polyvinyl alcohol or a mixture thereof.

[00197] В аспекте 44 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 42 или 43, в которой покрытие содержит реагент захвата для захвата аналита в образце.[00197] In aspect 44, a sample processing system according to any one of aspects 42 or 43 is provided, wherein the coating comprises a capture reagent to capture the analyte in the sample.

[00198] В аспекте 45 предусмотрена система обработки образца по аспекту 44, в которой реагент захвата содержит тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G, карбоксильную группу или моноклональное антитело.[00198] Aspect 45 provides the sample processing system of aspect 44 wherein the capture reagent contains a thiol group, streptavidin, an amino group, a hydroxyl group, a tosyl group, an epoxy group, an alkyl group, a vinyl group, an aryl group, an enzyme, a protein, a deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, immunoglobulin G, carboxyl group or monoclonal antibody.

[00199] В аспекте 46 предусмотрена система обработки образца по аспекту 42, в которой покрытие содержит фермент, а образец содержит субстрат фермента.[00199] In aspect 46, the sample treatment system of aspect 42 is provided, wherein the coating contains an enzyme and the sample contains an enzyme substrate.

[00200] В аспекте 47 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-46, в которой образец содержит биомолекулы. [00200] In aspect 47, a sample processing system according to any one of aspects 31-46 is provided, wherein the sample contains biomolecules.

[00201] В аспекте 48 предусмотрена система обработки образца по аспекту 47, в которой биомолекулы представляют собой нуклеиновые кислоты или белки.[00201] In aspect 48, the sample processing system of aspect 47 is provided, wherein the biomolecules are nucleic acids or proteins.

[00202] В аспекте 49 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-48, дополнительно содержащая: [00202] In aspect 49, a sample processing system according to any one of aspects 31-48 is provided, further comprising:

компонент для сбора, способный собирать магнитные частицы в контейнере, обеспечивающий тем самым отделение магнитных частиц от образца.a collection component capable of collecting the magnetic particles in the container, thereby separating the magnetic particles from the sample.

[00203] В аспекте 50 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-49, в которой магнитный узел дополнительно содержит по меньшей мере одну магнитную конструкцию, причем каждая магнитная конструкция содержит множество электромагнитов, каждый из множества электромагнитов содержит электропроводную катушку, расположенную вокруг центральной линии, которая проходит в направлении центральной оси магнитной конструкции.[00203] In aspect 50, a sample processing system according to any one of aspects 31-49 is provided, wherein the magnet assembly further comprises at least one magnetic structure, each magnetic structure comprising a plurality of electromagnets, each of the plurality of electromagnets comprising an electrically conductive coil disposed around a central a line that runs in the direction of the central axis of the magnetic structure.

[00204] В аспекте 51 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-50, в которой проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 10 эме/г до приблизительно 250 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00204] In aspect 51, a sample treatment system according to any one of aspects 31-50 is provided, wherein the permeability of the magnetic particle is sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 10 emu/g to about 250 emu/g when exposed to a magnetic field with a strength of range from about 700 oersted to about 800 oersteds.

[00205] В аспекте 52 предусмотрена система обработки образца по любому из аспектов 31-51, в которой проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00205] In aspect 52, a sample processing system according to any one of aspects 31-51 is provided, wherein the permeability of the magnetic particle is sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g when exposed to a magnetic field with a strength of range from about 700 oersted to about 800 oersteds.

[00206] В аспекте 53 предусмотрен способ обработки образца, причем способ включает:[00206] In aspect 53, a method for processing a sample is provided, the method comprising:

обеспечение контейнера, содержащего магнитные частицы и образец в растворе, причем магнитные частицы имеют лиганд на поверхности частиц, причем лиганд селективно взаимодействует с представляющим интерес аналитом в образце, магнитные частицы имеют максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 30 эме/г;providing a container containing magnetic particles and a sample in solution, wherein the magnetic particles have a ligand on the surface of the particles, wherein the ligand selectively interacts with an analyte of interest in the sample, the magnetic particles have a maximum field strength in the range of about 20 emu/g to about 250 emu/g g and remanence in the range from about 0 emu/g to about 30 emu/g;

инкубацию раствора с обеспечением контакта представляющего интерес аналита с лигандом на поверхности магнитных частиц иincubating the solution so that the analyte of interest contacts the ligand on the surface of the magnetic particles, and

подвергание контейнера воздействию магнитного поля с обеспечением тем самым отделения магнитных частиц от образца.exposing the container to a magnetic field, thereby separating the magnetic particles from the sample.

[00207] В аспекте 54 предусмотрен способ по аспекту 53, в котором лиганд представляет собой реагент захвата, содержащий тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G, карбоксильную группу или моноклональное антитело.[00207] Aspect 54 provides the method of Aspect 53, wherein the ligand is a capture reagent containing a thiol group, streptavidin, an amino group, a hydroxyl group, a tosyl group, an epoxy group, an alkyl group, a vinyl group, an aryl group, an enzyme, a protein, a deoxyribonucleic acid acid, ribonucleic acid, immunoglobulin G, carboxyl group, or monoclonal antibody.

[00208] В аспекте 55 предусмотрен способ по любому из аспектов 53 или 54, в котором аналит представляет собой нуклеиновую кислоту, а функциональная группа представляет собой карбоксильную группу.[00208] Aspect 55 provides the method of any one of aspects 53 or 54, wherein the analyte is a nucleic acid and the functional group is a carboxyl group.

[00209] В аспекте 56 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-55, дополнительно включающий:[00209] In aspect 56, a method according to any one of aspects 53-55 is provided, further comprising:

осуществление сбора магнитных частиц с помощью компонента для сбора иthe implementation of the collection of magnetic particles using the component for collecting and

элюирование по меньшей мере части образца из контейнера.eluting at least a portion of the sample from the container.

[00210] В аспекте 57 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-56, дополнительно включающий нагревание или перемешивание образца путем перемещения магнитных частиц в контейнере.[00210] In aspect 57, the method of any one of aspects 53-56 is provided, further comprising heating or stirring the sample by moving the magnetic particles in the container.

[00211] В аспекте 58 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-57, в котором максимальная напряженность поля находится в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г.[00211] In aspect 58, a method according to any one of aspects 53-57 is provided, wherein the maximum field strength is in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g.

[00212] В аспекте 59 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-58, в котором остаточная намагниченность магнитных частиц находится в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г.[00212] In aspect 59, the method of any one of aspects 53-58 is provided, wherein the remanence of the magnetic particles is in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g.

[00213] В аспекте 60 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-59, в котором магнитные частицы являются пористыми, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 5 Е до приблизительно 1000 Е.[00213] In aspect 60, a method according to any one of aspects 53-59 is provided, wherein the magnetic particles are porous and the individual pore size ranges from about 5 U to about 1000 U.

[00214] В аспекте 61 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-60, в котором магнитные частицы являются пористыми, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 50 Е до приблизительно 500 Е.[00214] In aspect 61, a method according to any one of aspects 53-60 is provided, wherein the magnetic particles are porous and the individual pore size is in the range of about 50 U to about 500 U.

[00215] В аспекте 62 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-61, в котором магнитные частицы содержат ядро из феррита.[00215] In aspect 62, a method according to any one of aspects 53-61 is provided, wherein the magnetic particles comprise a ferrite core.

[00216] В аспекте 63 предусмотрен способ по аспекту 62, в котором ядро из феррита содержит магнитомягкий феррит.[00216] In aspect 63, the method of aspect 62 is provided, wherein the ferrite core comprises soft magnetic ferrite.

[00217] В аспекте 64 предусмотрен способ по любому из аспектов 61-63, в котором ядро из феррита выбирают из группы, состоящей из Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS и FeOOH.[00217] In aspect 64, a method according to any one of aspects 61-63 is provided, wherein the ferrite core is selected from the group consisting of Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS and FeOOH.

[00218] В аспекте 65 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-64, в котором магнитные частицы дополнительно содержат покрытие.[00218] In aspect 65, a method according to any one of aspects 53-64 is provided, wherein the magnetic particles further comprise a coating.

[00219] В аспекте 66 предусмотрен способ по аспекту 65, в котором покрытие содержит SiO2, TiO2, ZnO2, Al2O3, CeO2, керамику, полиакриловую кислоту, поли(метилакрилат), полистирол, дивинилбензол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт или их смесь.[00219] Aspect 66 provides the method of aspect 65 wherein the coating comprises SiO 2 , TiO 2 , ZnO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , ceramic, polyacrylic acid, poly(methyl acrylate), polystyrene, divinylbenzene, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol or a mixture thereof.

[00220] В аспекте 67 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-66, в котором представляющий интерес аналит содержит биомолекулы.[00220] In aspect 67, the method of any one of aspects 53-66 is provided, wherein the analyte of interest comprises biomolecules.

[00221] В аспекте 68 предусмотрен способ по аспекту 67, в котором биомолекулы представляют собой нуклеиновые кислоты или белки.[00221] In aspect 68, the method of aspect 67 is provided, wherein the biomolecules are nucleic acids or proteins.

[00222] В аспекте 69 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-68, в котором лиганд представляет собой фермент, а представляющий интерес аналит представляет собой субстрат фермента.[00222] Aspect 69 provides the method of any one of aspects 53-68, wherein the ligand is an enzyme and the analyte of interest is a substrate of the enzyme.

[00223] В аспекте 70 предусмотрен способ по аспекту 69, в котором фермент разрушает субстрат.[00223] In aspect 70, the method of aspect 69 is provided, wherein the enzyme degrades the substrate.

[00224] В аспекте 71 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-70, в котором магнитная частица содержит ферримагнитные частицы, ферромагнитные частицы, парамагнитные частицы, суперпарамагнитные частицы или их смесь.[00224] In aspect 71, the method of any one of aspects 53-70 is provided, wherein the magnetic particle comprises ferrimagnetic particles, ferromagnetic particles, paramagnetic particles, superparamagnetic particles, or a mixture thereof.

[00225] В аспекте 72 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-71, в котором проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 10 эме/г до приблизительно 250 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00225] Aspect 72 provides the method of any one of aspects 53-71, wherein the magnetic particle has a permeability sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 10 emu/g to about 250 emu/g when exposed to a magnetic field strength in the range of about 700 oersted to about 800 oersteds.

[00226] В аспекте 73 предусмотрен способ по любому из аспектов 53-72, в котором проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00226] Aspect 73 provides a method according to any one of aspects 53-72, wherein the permeability of the magnetic particle is sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g when exposed to a magnetic field strength in the range of about 700 oersted to about 800 oersteds.

[00227] В аспекте 74 предусмотрена магнитная частица для обработки раствора образца, причем магнитная частица содержит:[00227] In aspect 74, a magnetic particle is provided for processing a sample solution, the magnetic particle comprising:

магнитный материал, имеющий максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г; иa magnetic material having a maximum field strength in the range of about 20 emu/g to about 250 emu/g and a remanence in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g; and

наружную поверхность, содержащую лиганд, при этом лиганд взаимодействует с представляющим интерес аналитом в растворе образца.the outer surface containing the ligand, while the ligand interacts with the analyte of interest in the sample solution.

[00228] В аспекте 75 предусмотрена магнитная частица по аспекту 74, в которой максимальная напряженность поля находится в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г.[00228] Aspect 75 provides the magnetic particle of aspect 74 wherein the maximum field strength is in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g.

[00229] В аспекте 76 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74 или 75, при этом остаточная намагниченность магнитной частицы находится в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г.[00229] In aspect 76, a magnetic particle according to any one of aspects 74 or 75 is provided, wherein the remanence of the magnetic particle is in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g.

[00230] В аспекте 77 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-76, при этом магнитная частица является пористой, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 5 Е до приблизительно 1000 Е.[00230] In aspect 77, a magnetic particle according to any one of aspects 74-76 is provided, wherein the magnetic particle is porous and the individual pore size is in the range of about 5 E to about 1000 E.

[00231] В аспекте 78 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-77, при этом магнитная частица является пористой, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 50 Е до приблизительно 500 Е.[00231] In aspect 78, a magnetic particle according to any one of aspects 74-77 is provided, wherein the magnetic particle is porous and the individual pore size is in the range of about 50 U to about 500 U.

[00232] В аспекте 79 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-78, в которой магнитный материал содержит магнитомягкий феррит. [00232] In aspect 79, a magnetic particle according to any one of aspects 74-78 is provided, wherein the magnetic material comprises soft magnetic ferrite.

[00233] В аспекте 80 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-79, в которой магнитный материал выбран из группы, состоящей из Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS и FeOOH.[00233] In aspect 80, a magnetic particle according to any one of aspects 74-79 is provided, wherein the magnetic material is selected from the group consisting of Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS and FeOOH.

[00234] В аспекте 81 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-80, в которой наружная поверхность содержит SiO2, TiO2, ZnO2, Al2O3, CeO2, керамику, полиакриловую кислоту, поли(метилакрилат), полистирол, дивинилбензол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт или их смесь.[00234] Aspect 81 provides a magnetic particle according to any one of aspects 74-80, wherein the outer surface comprises SiO 2 , TiO 2 , ZnO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , ceramic, polyacrylic acid, poly(methyl acrylate), polystyrene , divinylbenzene, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, or a mixture thereof.

[00235] В аспекте 82 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-81, в которой лиганд представляет собой реагент захвата, содержащий тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G, карбоксильную группу или моноклональное антитело.[00235] Aspect 82 provides a magnetic particle according to any one of aspects 74-81, wherein the ligand is a capture reagent containing a thiol group, streptavidin, an amino group, a hydroxyl group, a tosyl group, an epoxy group, an alkyl group, a vinyl group, an aryl group, enzyme, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, immunoglobulin G, carboxyl group, or monoclonal antibody.

[00236] В аспекте 83 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-82, в которой лиганд представляет собой фермент, а представляющий интерес аналит представляет собой субстрат фермента.[00236] Aspect 83 provides the magnetic particle of any one of aspects 74-82, wherein the ligand is an enzyme and the analyte of interest is a substrate of the enzyme.

[00237] В аспекте 84 предусмотрена магнитная частица по аспекту 83, в которой фермент разрушает субстрат.[00237] Aspect 84 provides the magnetic particle of aspect 83 wherein the enzyme degrades the substrate.

[00238] В аспекте 85 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-84, в которой магнитный материал содержит ферримагнитный материал, ферромагнитный материал, парамагнитный материал, суперпарамагнитный материал или их смесь.[00238] In aspect 85, a magnetic particle according to any one of aspects 74-84 is provided, wherein the magnetic material comprises a ferrimagnetic material, a ferromagnetic material, a paramagnetic material, a superparamagnetic material, or a mixture thereof.

[00239] В аспекте 86 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-85, при этом проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 10 эме/г до приблизительно 250 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00239] In aspect 86, a magnetic particle according to any one of aspects 74-85 is provided, wherein the magnetic particle has a permeability sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 10 emu/g to about 250 emu/g when exposed to a magnetic field with a strength in the range from about 700 oersted to about 800 oersted.

[00240] В аспекте 87 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 74-86, при этом проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00240] In aspect 87, a magnetic particle according to any one of aspects 74-86 is provided, wherein the magnetic particle has a permeability sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g when exposed to a magnetic field with a strength in the range from about 700 oersted to about 800 oersted.

[00241] В аспекте 88 предусмотрена магнитная частица для обработки раствора образца, причем магнитная частица содержит:[00241] In aspect 88, a magnetic particle is provided for processing a sample solution, the magnetic particle comprising:

ядро или внутренний слой, содержащие магнитный материал; иa core or inner layer containing magnetic material; and

наружный поверхностный слой, содержащий реагент захвата, который селективно связывается с представляющим интерес аналитом в растворе образца,an outer surface layer containing a capture reagent that selectively binds to the analyte of interest in the sample solution,

причем магнитная частица имеет максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г.wherein the magnetic particle has a maximum field strength in the range of about 20 emu/g to about 250 emu/g and a remanence in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g.

[00242] В аспекте 89 предусмотрена магнитная частица по аспекту 88, при этом максимальная напряженность поля магнитной частицы находится в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г.[00242] In aspect 89, the magnetic particle of aspect 88 is provided, wherein the maximum field strength of the magnetic particle is in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g.

[00243] В аспекте 90 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88 или 89, в которой остаточная намагниченность находится в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г.[00243] In aspect 90, a magnetic particle according to any one of aspects 88 or 89 is provided, wherein the remanence is in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g.

[00244] В аспекте 91 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-90, при этом магнитная частица является пористой, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 5 Е до приблизительно 1000 Е.[00244] In aspect 91, a magnetic particle according to any one of aspects 88-90 is provided, wherein the magnetic particle is porous and the individual pore size is in the range of about 5 E to about 1000 E.

[00245] В аспекте 92 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-91, при этом магнитная частица является пористой, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 50 Е до приблизительно 500 Е.[00245] In aspect 92, a magnetic particle according to any one of aspects 88-91 is provided, wherein the magnetic particle is porous and the individual pore size is in the range of about 50 U to about 500 U.

[00246] В аспекте 93 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-92, в которой ядро или внутренний слой содержит магнитомягкий феррит. [00246] In aspect 93, a magnetic particle according to any one of aspects 88-92 is provided, wherein the core or inner layer comprises soft magnetic ferrite.

[00247] В аспекте 94 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-93, в которой ядро или внутренний слой содержат материал, выбранный из группы, состоящей из Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS и FeOOH.[00247] In aspect 94, a magnetic particle according to any one of aspects 88-93 is provided, wherein the core or inner layer comprises a material selected from the group consisting of Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS and FeOOH.

[00248] В аспекте 95 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-94, в которой наружный поверхностный слой содержит SiO2, TiO2, ZnO2, Al2O3, CeO2, керамику, полиакриловую кислоту, поли(метилакрилат), полистирол, дивинилбензол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт или их смесь.[00248] In aspect 95, a magnetic particle according to any one of aspects 88-94 is provided, wherein the outer surface layer comprises SiO 2 , TiO 2 , ZnO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , ceramic, polyacrylic acid, poly(methyl acrylate), polystyrene, divinylbenzene, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, or a mixture thereof.

[00249] В аспекте 96 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-95, в которой наружный поверхностный слой дополнительно содержит реагент захвата, содержащий тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G, карбоксильную группу или моноклональное антитело.[00249] Aspect 96 provides a magnetic particle according to any one of aspects 88-95, wherein the outer surface layer further comprises a capture reagent containing a thiol group, streptavidin, an amino group, a hydroxyl group, a tosyl group, an epoxy group, an alkyl group, a vinyl group, an aryl group, enzyme, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, immunoglobulin G, carboxyl group, or monoclonal antibody.

[00250] В аспекте 97 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-96, при этом магнитная частица содержит ферримагнитные материалы, ферромагнитные материалы, парамагнитные материалы, суперпарамагнитные материалы или их смесь.[00250] In aspect 97, a magnetic particle according to any one of aspects 88-96 is provided, wherein the magnetic particle comprises ferrimagnetic materials, ferromagnetic materials, paramagnetic materials, superparamagnetic materials, or a mixture thereof.

[00251] В аспекте 98 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-97, при этом проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 10 эме/г до приблизительно 250 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00251] In aspect 98, a magnetic particle according to any one of aspects 88-97 is provided, wherein the magnetic particle has a permeability sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 10 emu/g to about 250 emu/g when exposed to a magnetic field with a strength in the range from about 700 oersted to about 800 oersted.

[00252] В аспекте 99 предусмотрена магнитная частица по любому из аспектов 88-98, при этом проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00252] In aspect 99, a magnetic particle according to any one of aspects 88-98 is provided, wherein the magnetic particle has a permeability sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g when exposed to a magnetic field with a strength in the range from about 700 oersted to about 800 oersted.

[00253] В аспекте 100 предусмотрен способ обработки образца, причем способ включает:[00253] In aspect 100, a method for processing a sample is provided, the method comprising:

обеспечение магнитной частицы, имеющей на поверхности частицы лиганд, при этом лиганд селективно взаимодействует с представляющим интерес аналитом в образце, магнитная частица имеет максимальную напряженность поля в диапазоне от приблизительно 20 эме/г до приблизительно 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г; иproviding a magnetic particle having a ligand on the surface of the particle, wherein the ligand interacts selectively with an analyte of interest in the sample, the magnetic particle has a maximum field strength in the range of about 20 emu/g to about 250 emu/g and a remanence in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g; and

приведение раствора, содержащего представляющий интерес аналит, в контакт с магнитной частицей с обеспечением взаимодействия лиганда с представляющим интерес аналитом.bringing the solution containing the analyte of interest into contact with the magnetic particle to cause the ligand to interact with the analyte of interest.

[00254] В аспекте 101 предусмотрен способ по аспекту 100, дополнительно включающий подвергание магнитной частицы воздействию магнитного поля с обеспечением тем самым выделения магнитной частицы из раствора.[00254] In aspect 101, the method of aspect 100 is provided, further comprising exposing the magnetic particle to a magnetic field, thereby causing the magnetic particle to be separated from the solution.

[00255] В аспекте 102 предусмотрен способ по любому из аспектов 100 или 101, в котором лиганд представляет собой реагент захвата. [00255] In aspect 102, the method of any one of aspects 100 or 101 is provided, wherein the ligand is a capture reagent.

[00256] В аспекте 103 предусмотрен способ по аспекту 102, в котором реагент захвата представляет собой тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G или моноклональное антитело.[00256] Aspect 103 provides the method of aspect 102, wherein the capture reagent is a thiol group, streptavidin, amino group, hydroxyl group, tosyl group, epoxy group, alkyl group, vinyl group, aryl group, enzyme, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, immunoglobulin G, or monoclonal antibody.

[00257] В аспекте 104 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-103, в котором аналит представляет собой нуклеиновую кислоту, а функциональная группа представляет собой карбоксильную группу.[00257] Aspect 104 provides the method of any one of aspects 100-103, wherein the analyte is a nucleic acid and the functional group is a carboxyl group.

[00258] В аспекте 105 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-104, в котором лиганд представляет собой фермент, а представляющий интерес аналит представляет собой субстрат фермента.[00258] Aspect 105 provides the method of any one of aspects 100-104, wherein the ligand is an enzyme and the analyte of interest is a substrate of the enzyme.

[00259] В аспекте 106 предусмотрен способ по аспекту 105, в котором фермент разрушает субстрат.[00259] Aspect 106 provides the method of aspect 105 wherein the enzyme degrades the substrate.

[00260] В аспекте 107 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-106, дополнительно включающий:[00260] In aspect 107, a method according to any one of aspects 100-106 is provided, further comprising:

осуществление сбора магнитной частицы с помощью компонента для сбора иthe implementation of the collection of the magnetic particle using the component for collecting and

элюирование по меньшей мере части образца.eluting at least a portion of the sample.

[00261] В аспекте 108 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-107, дополнительно включающий нагревание или перемешивание образца путем перемещения магнитной частицы.[00261] In aspect 108, the method of any one of aspects 100-107 is provided, further comprising heating or stirring the sample by moving the magnetic particle.

[00262] В аспекте 109 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-108, в котором максимальная напряженность поля магнитной частицы находится в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г.[00262] In aspect 109, the method of any one of aspects 100-108 is provided, wherein the maximum magnetic particle field strength is in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g.

[00263] В аспекте 110 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-109, в котором остаточная намагниченность магнитной частицы находится в диапазоне от приблизительно 0 эме/г до приблизительно 10 эме/г.[00263] In aspect 110, a method according to any one of aspects 100-109 is provided, wherein the remanence of the magnetic particle is in the range of about 0 emu/g to about 10 emu/g.

[00264] В аспекте 111 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-110, в котором магнитная частица является пористой, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 5 Е до приблизительно 1000 Е.[00264] In aspect 111, a method according to any one of aspects 100-110 is provided, wherein the magnetic particle is porous and the individual pore size is in the range of about 5 U to about 1000 U.

[00265] В аспекте 112 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-111, в котором магнитная частица является пористой, и размер отдельных пор находится в диапазоне от приблизительно 50 Е до приблизительно 500 Е.[00265] In aspect 112, the method of any one of aspects 100-111 is provided, wherein the magnetic particle is porous and the individual pore size is in the range of about 50 U to about 500 U.

[00266] В аспекте 113 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-112, в котором магнитная частица содержит ферримагнитное ядро, ферромагнитное ядро, парамагнитное ядро или суперпарамагнитное ядро.[00266] In aspect 113, the method of any one of aspects 100-112 is provided, wherein the magnetic particle comprises a ferrimagnetic core, a ferromagnetic core, a paramagnetic core, or a superparamagnetic core.

[00267] В аспекте 114 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-113, в котором магнитная частица содержит ядро из феррита.[00267] In aspect 114, the method of any one of aspects 100-113 is provided, wherein the magnetic particle comprises a ferrite core.

[00268] В аспекте 115 предусмотрен способ по аспекту 114, в котором ядро из феррита содержит магнитомягкий феррит.[00268] In aspect 115, the method of aspect 114 is provided, wherein the ferrite core comprises soft magnetic ferrite.

[00269] В аспекте 116 предусмотрен способ по любому из аспектов 114-115, в котором ядро из феррита выбрано из группы, состоящей из Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS и FeOOH.[00269] In aspect 116, the method of any one of aspects 114-115 is provided, wherein the ferrite core is selected from the group consisting of Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS and FeOOH.

[00270] В аспекте 117 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-116, в котором магнитная частица дополнительно содержит покрытие.[00270] In aspect 117, a method according to any one of aspects 100-116 is provided, wherein the magnetic particle further comprises a coating.

[00271] В аспекте 118 предусмотрен способ по аспекту 117, в котором покрытие содержит SiO2, TiO2, ZnO2, Al2O3, CeO2, керамику, полиакриловую кислоту, поли(метилакрилат), полистирол, дивинилбензол, поливинилпирролидон, поливиниловый спирт или их смесь.[00271] Aspect 118 provides the method of aspect 117 wherein the coating comprises SiO 2 , TiO 2 , ZnO 2 , Al 2 O 3 , CeO 2 , ceramic, polyacrylic acid, poly(methyl acrylate), polystyrene, divinylbenzene, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol or a mixture thereof.

[00272] В аспекте 119 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-118, в котором представляющий интерес аналит содержит биомолекулы.[00272] In aspect 119, the method of any one of aspects 100-118 is provided, wherein the analyte of interest comprises biomolecules.

[00273] В аспекте 120 предусмотрен способ по аспекту 119, в котором биомолекулы представляют собой нуклеиновые кислоты или белки.[00273] In aspect 120, the method of aspect 119 is provided, wherein the biomolecules are nucleic acids or proteins.

[00274] В аспекте 121 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-120, при этом проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 10 эме/г до приблизительно 250 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00274] In aspect 121, the method of any one of aspects 100-120 is provided, wherein the permeability of the magnetic particle is sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 10 emu/g to about 250 emu/g when exposed to a magnetic field strength in the range of about 700 oersted to about 800 oersteds.

[00275] В аспекте 122 предусмотрен способ по любому из аспектов 100-121, при этом проницаемость магнитной частицы достаточна для генерирования индуцированного магнитного поля в диапазоне от приблизительно 35 эме/г до приблизительно 100 эме/г при воздействии магнитного поля с напряженностью в диапазоне от приблизительно 700 эрстед до приблизительно 800 эрстед.[00275] In aspect 122, a method according to any one of aspects 100-121 is provided, wherein the permeability of the magnetic particle is sufficient to generate an induced magnetic field in the range of about 35 emu/g to about 100 emu/g when exposed to a magnetic field strength in the range of about 700 oersted to about 800 oersteds.

Claims (22)

1. Магнитная частица для обработки раствора образца, содержащая:1. A magnetic particle for processing a sample solution, comprising: магнитный материал, имеющий максимальную напряженность поля в диапазоне от 20 эме/г до 250 эме/г и остаточную намагниченность в диапазоне от 0 эме/г до 30 эме/г; иa magnetic material having a maximum field strength in the range of 20 emu/g to 250 emu/g and a remanence in the range of 0 emu/g to 30 emu/g; and лиганд, присоединенный к наружной поверхности магнитной частицы, при этом лиганд взаимодействует с представляющим интерес аналитом в растворе образца,a ligand attached to the outer surface of a magnetic particle, the ligand interacting with the analyte of interest in the sample solution, при этом магнитная частица имеет диаметр по меньшей мере 100 нм.wherein the magnetic particle has a diameter of at least 100 nm. 2. Магнитная частица по п. 1, в которой магнитный материал содержит ферримагнитный материал. 2. The magnetic particle of claim 1, wherein the magnetic material comprises a ferrimagnetic material. 3. Магнитная частица по п. 1 или 2, в которой магнитный материал содержит Fe3O4, Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS или FeOOH.3. Magnetic particle according to claim 1 or 2, in which the magnetic material contains Fe 3 O 4 , Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS or FeOOH. 4. Магнитная частица по любому из пп. 1-3, в которой лиганд содержит тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G, карбоксильную группу или моноклональное антитело.4. Magnetic particle according to any one of paragraphs. 1-3, in which the ligand contains a thiol group, streptavidin, amino group, hydroxyl group, tosyl group, epoxy group, alkyl group, vinyl group, aryl group, enzyme, protein, deoxyribonucleic acid, ribonucleic acid, immunoglobulin G, carboxyl group, or monoclonal antibody . 5. Магнитная частица по любому из пп. 1-4, в которой лиганд содержит карбоксильную группу.5. Magnetic particle according to any one of paragraphs. 1-4, in which the ligand contains a carboxyl group. 6. Магнитная частица по любому из пп. 1-5, в которой максимальная напряженность поля находится в диапазоне от 35 эме/г до 100 эме/г.6. Magnetic particle according to any one of paragraphs. 1-5, in which the maximum field strength is in the range from 35 emu/g to 100 emu/g. 7. Магнитная частица по любому из пп. 1-6, в которой остаточная намагниченность находится в диапазоне от 0 эме/г до 10 эме/г.7. Magnetic particle according to any one of paragraphs. 1-6, in which the remanence is in the range of 0 emu/g to 10 emu/g. 8. Способ обработки образца, включающий:8. Sample processing method, including: обеспечение магнитной частицы, имеющей лиганд, присоединенный к наружной поверхности частицы, при этом лиганд взаимодействует с представляющим интерес аналитом в образце, при этом магнитная частица имеет максимальную напряженность поля в диапазоне от 20 эме/г до 250 эме/г, остаточную намагниченность в диапазоне от 0 эме/г до 30 эме/г и диаметр по меньшей мере 100 нм; иproviding a magnetic particle having a ligand attached to the outer surface of the particle, wherein the ligand interacts with the analyte of interest in the sample, wherein the magnetic particle has a maximum field strength in the range of 20 emu/g to 250 emu/g, a remanent magnetization in the range of 0 emu/g to 30 emu/g and a diameter of at least 100 nm; and приведение раствора, содержащего представляющий интерес аналит, в контакт с магнитной частицей с обеспечением взаимодействия лиганда с представляющим интерес аналитом.bringing the solution containing the analyte of interest into contact with the magnetic particle to cause the ligand to interact with the analyte of interest. 9. Способ по п. 8, дополнительно включающий подвергание магнитной частицы воздействию магнитного поля с обеспечением тем самым выделения магнитной частицы из раствора.9. The method of claim 8, further comprising exposing the magnetic particle to a magnetic field, thereby causing the magnetic particle to be separated from the solution. 10. Способ по п. 8 или 9, при этом представляющий интерес аналит представляет собой нуклеиновую кислоту.10. The method of claim 8 or 9, wherein the analyte of interest is a nucleic acid. 11. Способ по любому из пп. 8-10, при этом максимальная напряженность поля находится в диапазоне от 35 эме/г до 100 эме/г.11. The method according to any one of paragraphs. 8-10, while the maximum field strength is in the range from 35 emu/g to 100 emu/g. 12. Способ по любому из пп. 8-11, при этом остаточная намагниченность находится в диапазоне от 0 эме/г до 10 эме/г.12. The method according to any one of paragraphs. 8-11, while the remanence is in the range from 0 emu/g to 10 emu/g. 13. Способ по любому из пп. 8-12, при этом магнитная частица содержит ферримагнитный материал. 13. The method according to any one of paragraphs. 8-12, wherein the magnetic particle contains a ferrimagnetic material. 14. Способ по любому из пп. 8-13, при этом магнитная частица содержит Fe3O4, Fe2TiO2, FeTiO2, MnFe2O4, NiFe2O4, MgFe2O4, Fe7S8, Fe3S4, FeS или FeOOH.14. The method according to any one of paragraphs. 8-13, while the magnetic particle contains Fe 3 O 4 , Fe 2 TiO 2 , FeTiO 2 , MnFe 2 O 4 , NiFe 2 O 4 , MgFe 2 O 4 , Fe 7 S 8 , Fe 3 S 4 , FeS or FeOOH . 15. Способ по любому из пп. 8-14, при этом лиганд содержит тиольную группу, стрептавидин, аминогруппу, гидроксильную группу, тозильную группу, эпоксигруппу, алкильную группу, винильную группу, арильную группу, фермент, белок, дезоксирибонуклеиновую кислоту, рибонуклеиновую кислоту, иммуноглобулин G, карбоксильную группу или моноклональное антитело.15. The method according to any one of paragraphs. 8-14, wherein the ligand contains a thiol group, streptavidin, an amino group, a hydroxyl group, a tosyl group, an epoxy group, an alkyl group, a vinyl group, an aryl group, an enzyme, a protein, a deoxyribonucleic acid, a ribonucleic acid, an immunoglobulin G, a carboxyl group, or a monoclonal antibody . 16. Магнитная частица по п. 1, дополнительно содержащая слой покрытия, заключающий в себя магнитную частицу.16. The magnetic particle according to claim 1, further comprising a coating layer enclosing the magnetic particle. 17. Магнитная частица по п. 16, в которой слой покрытия содержит кремнезем.17. The magnetic particle of claim 16 wherein the coating layer contains silica.
RU2021103982A 2018-07-19 2019-07-19 Magnetic particles RU2777899C1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US62/700,658 2018-07-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2777899C1 true RU2777899C1 (en) 2022-08-11

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2336588C2 (en) * 2006-07-03 2008-10-20 Наталья Евгеньевна Казанцева Magnetic soft filler and composite polymer magnetic material based on it
RU2417104C2 (en) * 2005-06-29 2011-04-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Composites containing magnetic particles of metal oxides and application of said compositions for imaging
KR20160114476A (en) * 2015-03-24 2016-10-05 부산대학교 산학협력단 DUAL STIMULI-RESPONSIVE CORE-SHELL MAGNETIC NANOPARTICLE HAVING UV-LIGHT RESPONSIVITY AND pH-RESPONSIVITY, AND DRUG DELIVERY COMPISING THE SAME
RU2687748C1 (en) * 2018-10-25 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of producing nanodispersed magnetoactive radio-opaque agent

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2417104C2 (en) * 2005-06-29 2011-04-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Composites containing magnetic particles of metal oxides and application of said compositions for imaging
RU2336588C2 (en) * 2006-07-03 2008-10-20 Наталья Евгеньевна Казанцева Magnetic soft filler and composite polymer magnetic material based on it
KR20160114476A (en) * 2015-03-24 2016-10-05 부산대학교 산학협력단 DUAL STIMULI-RESPONSIVE CORE-SHELL MAGNETIC NANOPARTICLE HAVING UV-LIGHT RESPONSIVITY AND pH-RESPONSIVITY, AND DRUG DELIVERY COMPISING THE SAME
RU2687748C1 (en) * 2018-10-25 2019-05-16 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Method of producing nanodispersed magnetoactive radio-opaque agent

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11530437B2 (en) Magnetic particles
JP6030197B2 (en) Device and method for manipulating and mixing magnetic particles in a liquid medium
EP1151297B1 (en) Methods for enhancing binding interactions between members of specific binding pairs
US8870446B2 (en) Device and method for manipulating and mixing magnetic particles in a liquid medium
US8585279B2 (en) Device and method for manipulating and mixing magnetic particles in a liquid medium
EP3574319B1 (en) Electromagnetic assemblies for processing fluids
US20100068764A1 (en) Droplet Actuator Devices and Methods Employing Magnetic Beads
EP2208531A1 (en) Distribution of particles in capillary channel by application of magnetic field
JP2005532799A5 (en)
JP2007101318A (en) Analyzer
WO2014132201A1 (en) A magnetic particles based separation and assaying method
RU2777899C1 (en) Magnetic particles
US20040132044A1 (en) Magnetic beads and uses thereof
WO2004011146A1 (en) A device and method for manipulating magnetic particles
CN116802753A (en) Method and apparatus for demagnetizing and dispersing magnetic particles
WO2022183205A1 (en) Rapidly-sedimenting magnetic particles and applications thereof